　　《“十二五”普通高等教育本科***規則規劃教材：自動控製原理基礎教程（第四版）》本書簡明扼要地闡述瞭自動控製的基本理論與應用。全書共分九章：前八章著重介紹經典控製理論及應用的主要方麵，*後一章介紹現代控製理論中的狀態空間分析及綜閤法。
本書精選瞭由鬍壽鬆主編的《自動控製原理(第六版)》中的主要內容，強化瞭工程應用背景，係統介紹瞭現代MATLAB應用技術，包括建模、時域分析、根軌跡繪製、頻域分析、前饋校正、離散係統分析、描述函數法計算，以及綫性係統可控性、可觀測性和李雅普諾夫穩定性判彆以及綜閤設計等內容。

作者簡介

　　鬍壽鬆，1937年生於南京，1960年畢業於北京航空航天大學自動控製係，長期緻力於控製理論與應用的研究和教學，現任南京航空航天大學教授、博士生導師、***教學名師。近年來，主持國傢自然科學基金項目5項，省那級科研項目8項，發錶論文200餘篇；自1961年起一直擔任“自動控製原理”課程主講，該課程被評為“2003年***精品課程”，1980年起先後主講“現代控製理論”、“*優控製理論”等8門本科及研究生課程；齣版《自動控製原理》、《自動控製原理簡明教程》、《*優控製理論與係統》等教材、專著與譯著15部，教學軟件《自動控製原理電子版1.0》1套。曾獲***教學成果奬5項，全國高等學校優秀教材奬1項，省部級教學成果奬、優秀教材奬、科技進步奬等5項；2003年獲首屆***教學名師奬。

前言
第一章控製係統導論
1-1 自動控製的基本原理
1-2 自動控製係統示例
1-3 自動控製係統的分類
1-4 自動控製係統的基本要求
1-5 自動控製係統的分析與設計工具
習題
第二章控製係統的數學模型
2-1 傅裏葉變換與拉普拉斯變換
2-2 控製係統的時域數學模型
2-3 控製係統的復數域數學模型
2-4 控製係統的結構圖與信號流圖
2-5 控製係統建模的MATLAB方法
習題
第三章綫性係統的時域分析法
3-1 係統的時域性能指標
3-2 一階係統的時域分析
3-3 二階係統的時域分析
3-4 高階係統的時域分析
3-5 綫性係統的穩定性分析
3-6 綫性係統的穩態誤差計算
3-7 綫性係統時域分析的MATLAB方法
習題
第四章綫性係統的根軌跡法
4-1 根軌跡法的基本概念
4-2 常規根軌跡的繪製法則
4-3 廣義根軌跡
4-4 係統性能的分析
4-5 綫性係統根軌跡分析的MATI+AB方法
習題
第五章綫性係統的頻域分析法
5-1 頻率特性
5-2 典型環節與開環係統頻率特性
5-3 頻域穩定判據
5-4 頻域穩定裕度
5-5 閉環係統的頻域性能指標
5-6 綫性係統頻域分析的MATLAB方法
習題
第六章綫性係統的校正方法
6-1 係統的設計與校正問題
6-2 常用校正裝置及其特性
6-3 串聯校正
6-4 前饋校正
6-5 綫性係統校正的MATLAB方法
習題
第七章綫性離散係統的分析
7-1 離散係統的基本概念
7-2 信號的采樣與保持
7-3 Z變換理論
7-4 離散係統的數學模型
7-5 離散係統的穩定性與穩態誤差
7-6 離散係統的動態性能分析
7-7 綫性離散係統分析的MATLAB方法
習題
第八章非綫性控製係統分析
8-1 非綫性控製係統概述
8-2 常見非綫性特性及其對係統運動的影響
8-3 描述函數法
8-4 非綫性係統分析的MATLAB方法
習題
第九章綫性係統的狀態空間分析與綜閤
9-1 綫性係統的狀態空間描述
9-2 綫性係統的可控性與可觀測性
9-3 綫性定常係統的反饋結構及狀態觀測器
9-4 李雅普諾夫穩定性分析
9-5 狀態空間分析的MATLAB方法
習題
參考文獻

精彩書摘

　　1-1 自動控製的基本原理
　　1.自動控製技術及其應用
　　在現代科學技術的眾多領域中，自動控製技術起著越來越重要的作用。所謂自動控製，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控製裝置或控製器），使機器、設備或生産過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控量）自動地按照預定的規律運行。例如，數控車床按照預定程序自動地切削工件；化學反應爐的溫度或壓力自動地維持恒定；雷達和計算機組成的導彈發射和製導係統，自動地將導彈引導到敵方目標；無人駕駛飛機按照預定航跡自動升降和飛行；人造衛星準確地進入預定軌道運行並迴收等，這一切都是以應用高水平的自動控製技術為前提的。
　　近幾十年來，隨著電子計算機技術的發展和應用，在宇宙航行、機器人控製、導彈製導以及核動力等高新技術領域中，自動控製技術具有特彆重要的作用。不僅如此，自動控製技術的應用範圍現已擴展到生物、醫學、環境、經濟管理和其他許多社會生活領域中，自動控製已成為現代社會活動中不可缺少的重要組成部分。
　　2.自動控製理論
　　自動控製理論是研究自動控製共同規律的技術科學。它的發展初期，是以反饋理論為基礎的自動調節原理．主要用於工業控製。第二次世界大戰期間，為瞭設計和製造飛機及船用自動駕駛儀、火炮定位係統、雷達跟蹤係統以及其他基於反饋原理的軍用裝備，進一步促進並完善瞭自動控製理論的發展。第二次世界大戰之後，完整的自動控製理論體係已形成，這就是以傳遞函數為基礎的經典控製理論，它主要研究單輸入-單輸齣、綫性定常係統的分析和設計問題。
　　20世紀60年代初期，隨著現代應用數學新成果的推齣和電子計算機技術的應用．為適應宇航技術的發展，自動控製理論跨人瞭一個新階段——代控製理論。它主要研究具有高性能、高精度的多變量變參數係統的最優控製問題，主要采用的方法是以狀態為基礎的狀態空間法。目前，自動控製理論還在繼續發展，正嚮以控製論。信息論、仿生學為基礎的智能控製理論深入。
　　3.反饋控製原理
　　為瞭實現各種復雜的控製任務，首先要將被控對象和控製裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機總體，這就是自動控製係統。在自動控製係統中，被控對象的輸齣量即被控量是要求嚴格加以控製的物理量，它可以要求保持為某一恒定值，如溫度、壓力、液位等，也可以要求按照某個給定規律運行，如飛行航跡、記錄麯綫等；而控製裝置則是對被控對象施加控製作用的機構的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進行控製，但最基本的一種是基於反饋控製原理組成的反饋控製係統。
　　在反饋控製係統中，控製裝置對被控對象施加的控製作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量與輸入量之間的偏差，從而實現對被控對象進行控製的任務，這就是反饋控製的原理。
　　其實，人的一切活動都體現齣反饋控製的原理，人本身就是一個具有高度復雜控製能力的反饋控製係統。例如，人用手拿取桌上的書，汽車司機操縱方嚮盤駕駛汽車沿公路平穩行駛等，這些日常生活中習以為常的平凡動作都滲透著反饋控製的深奧原理。下麵，通過解剖手從桌上取書的動作過程，透視一下它所包含的反饋控製機理。在這裏，書位置是手運動的指令信息，一般稱為輸入信號。取書時，首先人要用眼睛連續目測手相對於書的位置，並將這個信息送人大腦（稱為位置反饋信息）；然後由大腦判斷手與書之間的距離，産生偏差信號，並根據其大小發齣控製手臂移動的命令（稱為控製作用或操縱量），逐漸使手與書之間的距離（即偏差）減小。顯然，隻要這個偏差存在，上述過程就要反復進行，直到偏差減小為零，手便取到瞭書。可以看齣，大腦控製手取書的過程，是一個利用偏差（手與書之間距離）産生控製作用，並不斷使偏差減小直至消除的運動過程；同時，為瞭取得偏差信號，必須要有手位置的反饋信息，兩者結閤起來，就構成瞭反饋控製。顯然，反饋控製實質上是一個按偏差進行控製的過程，因此，它也稱為按偏差的控製，反饋控製原理就是按偏差控製的原理。
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