1 绪论

1．1 自动控制的基本概念

1．1．1 基本概念

1．1．2 开环控制与闭环控制的实例

1．2 自动控制理论的发展

1．2．1 经典控制理论

1．2．2 现代控制理论

1．2．3 大系统理论

1．2．4 智能控制

1．3 控制系统的分类

1．3．1 恒值系统和随动系统

1．3．2 线性系统和非线性系统

1．3．3 连续系统和离散系统

1. 4 对控制系统的基本要求

1．4．1 稳定性

1，4．2 动态性能

1．4．3 稳态性能

本章小结

习题

2 控制系统的数学模型

2．1 基本概念

2．1．1 数学模型

2．1．2 控制系统

2．2 时域模型——微分方程

2．2．1 建立系统或元件微分方程的步骤

2．2．2 典型系统的微分方程

2．2．3 非线性方程线性化方法

2．3 复域模型——传递函数

2．3．1 传递函数的定义

2．3．2 传递函数的性质和物理意义

2．3．3 典型环节的传递函数

2．3．4 传递函数的表示方式和术语

2．4 控制系统方块图

2．4．1 方块图简介

2，4．2 方块图的化简

2．4．3 闭环系统的方块图和传递函数

2．5 状态空间模型

2．5．1 状态变量表达式相关概念

2．5．2 由微分方程建立状态变量表达式

巳5．3 状态变量表达式和传递函数的关系

本章小结

习题

3 线性系统的时域分析

3．1 系统的稳定性分析

3．1．1 稳定的概念

3．1．2 稳定的充要条件

3．1．3 劳斯稳定判据

3．2 二阶系统的动态性能分析

3．2．1 典型输入信号

3．2．2 动态性能指标

3．2．3 二阶系统的时域响应

3．2．4 高阶系统的时域响应

3．3 系统稳态性能分析

3．3．1 稳态误差的定义

3．3．2 输入信号作用下系统的稳态误差

3．3．3 扰动信号作用时系统的稳态误差

本章小结

习题

4 线性系统的频域分析

4．1 线性系统的频率响应

4．2 频率特性的图形表示

4．2．1 幅相频率特性曲线

4．2．2 对数频率特性曲线

4．3 奈奎斯特稳定判据

4．3．1 奈奎斯特稳定判据的数学基础

4. 3．2 奈奎斯特稳定判据

4．4 控制系统的相对稳定性

4．4．1 相对稳定性

4．4．2 稳定裕度的求取

4．5 频域响应分析

4，5．1 频率性能指标

4．5．2 频域指标与时域指标的关系

本章小结

习题

5 线性系统的校正

5. 1．2 校正的实质

5. 1．3 校正方式

5. 1．4 对数幅频特性的形状对系统性能指标的影响

5．2 常用校正装置

5. 2．1 无源超前网络

5. 2．2 无源滞后网络

5．2．3 滞后—超前无源网络

5．3 串联校正的频率法设计

5．3．1 串联超前校正

5．3．2 串联滞后校正

5．3．3 串联滞后—超前校正

5．4 PID调节器

5．4．1 PID的基本控制作用

5．4．2 PID控制器的参数确定

本章小结

习题

6 采样系统分析

6．1 引言

6．2 信号的采样与保持

6．2．1 采样信号的数学表示

6．2．2 采样信号的频谱分析

6．2．3 采样定理

6．2．4 信号的保持

6．3 z变换

6．3．1 z变换的定义

6．3．2 z变换的求法

6．3．3 z变换的性质

6．3．4 z反变换

6．4 采样系统的脉冲传递函数

6．4．1 脉冲传递函数的定义和意义

6．4．2 脉冲传递函数的求法

6．4．3 开环脉冲传递函数

6．4．4 闭环脉冲传递函数

6．5 采样系统分析

6．5．1 采样系统的稳定性

6．5．2 采样系统的稳态性能

6．5．3 采样系统的动态性能

本章小结

习题

7 状态空间分析设计

7．1 状态空间的线性变换

7．1．1 线性变换

7．1．2 线性变换的不变性

7．1．3 线性系统的规范化

7．2 线性定常系统状态方程的解

7．2．1 线性定常系统齐次方程的解

7．2．2 状态转移矩阵的性质

7．2．3 状态转移矩阵的求取，

7．2．4 非齐次状态方程的解

7。3 线性连续系统的可控性与可观测性分析

7．3．1 线性连续系统的可控性与可观测性的概念

7．3．2 线性连续系统的可控性判据

7．3．3 线性定常连续系统的可观测性判据

7．3．4 通过线性变换将单输入系统化为可控标准型和可观测标准型

7．3．5 对偶原理

7．3．6 传递函数矩阵与可控性、可观测性的关系

7．4 线性定常系统的状态反馈和极点配置

7．4．1 状态反馈和输出反馈

7．4，2 状态反馈进行极点的任意配置

本章小结

习题

参考文献 2100433B

本书介绍了自动控制原理的基本概念和方法，包括经典控制理论和现代控制理论的主要内容，适合作为信息学科本科学生平台课程教材和非自动控制专业理工科学生的教材。全书共分7章，第1章绪论，引入控制系统的基本概念、定义、术语；第2章控制系统的数学模型，介绍连续系统的时域模型、复域模型、状态空间描述；第3章线性系统的时域分析，对系统动态性能、稳态性能和稳定性进行分析的方法作了详细的讨论；第4章线性系统的频域分析，介绍线性系统的频率特性和频域分析方法；第5章线性系统的校正，介绍线性系统校正的原理和方法，着重讨论了PID控制器的设计及其在系统校正中的作用。第6章采样系统分析，介绍了z变换、脉冲传递函数以及离散系统的分析方法；第7章状态空间分析设计，讨论了线性定常系统的状态空间分析和基本设计方法，各学校可根据专业需要，选择有关章节组织教学。

本书的特点是内容精炼，重点突出，强调基本概念、基本原理的掌握与应用，特别适合少学时数自动控制原理教学的要求。

本书第一版于2003年出版，2007年获得过上海市优秀教材一等奖。2007年修改后出版第二版，是国家“十一五”规划教材，2009年获得上海市优秀教学成果奖二等奖、中国石油和化学工业优秀教材奖一等奖。本书不仅是华东理工大学的上海市精品课程“化工自动化及仪表”所用教材，同时还受到不少大专院校的欢迎，被选为相关课程教材。也受到了许多自动化技术人员的欢迎。

现在距离本书第二版修订又过去七年多了，过程自动化及仪表与整个的工业自动化一样发生着变化。除了先进控制策略发展迅速外，自动化仪表也有所更新变化。本书第三版修订大体上仍保持原来的体系，保持紧密结合工业过程实际、理论联系实际的特点，在内容上主要针对仪表和控制装置部分的一些内容进行了更新。

《自动化专业本科系列教材·自动控制原理》是由重庆大学出版社出版的。

《自动化专业系列教材：自动控制原理》

• 版次：2

• 商品编码：10219860

• 品牌：墨点

• 包装：平装

• 开本：16开

• 用纸：胶版纸

• 页数：438

• 正文语种：中文

内容简介

本书的内容包括经典控制理论的线性定常系统理论（时域分析法、根轨迹法、频率响应法等），非线性系统理论和线性离散（时间）控制系统理论等。

本书在保持课程内容的系统性和连贯性的基础上，重点突出，篇幅精简。各章均有较丰富的例题和习题，便于读者自学。

本书可作为高等学校工科自动化专业及相近专业的教材，也可供有关专业师生及从事自动化方面工作的工程技术人员参考。

目录

第一章 绪论

第一节 引言

第二节 自动控制的基本概念

第三节 自动控制系统的组成

第四节 自动控制系统的分类

第五节 自动控制系统的应用实例

第六节 对自动控制系统的基本要求及本课程的研究内容

本章小结

习题

第二章 自动控制系统的数学模型

第一节 控制系统微分方程的编写

第二节 传递函数

第三节 控制系统的结构图及其等效变换

第四节 自动控制系统的传递函数

第五节 信号流图

第六节 脉冲响应函数

本章小结

习题

第三章 自动控制系统的时域分析

第一节 稳定性和代数稳定判据

第二节 典型输入信号和阶跃响应性能指标

第三节 一阶系统的动态性能指标

第四节 二阶系统的动态性能指标

第五节 高阶系统的动态性能

第六节 稳态误差分析

第七节 基本控制规律的分析

第八节 利用MATLAB进行时域分析

本章小结

习题

第四章 根轨迹分析法

第一节 根轨迹的基本概念

第二节 绘制根轨迹的基本法则

第三节 控制系统根轨迹的绘制

第四节 求取闭环系统零、极点的方法

第五节 增加开环零、极点对根轨迹的影响

第六节 控制系统的根轨迹法分析举例

第七节 利用MATLAB绘制根轨迹图

本章小结

习题

第五章 频率特性分析法

第一节 频率特性的基本概念

第二节 频率特性的几种图示方法

第三节 典型环节的频率特性

第四节 系统的开环频率特性

第五节 奈奎斯特稳定判据

第六节 稳定裕度

第七节 利用开环频率特性分析系统的性能

第八节 利用闭环频率特性分析系统的性能

第九节 利用MATLAB绘制频率特性曲线图

本章小结

习题

第六章 自动控制系统的校正

第一节 控制系统校正的基本概念

第二节 常用校正装置及其特性

第三节 自动控制系统的频率法校正

第四节 串联校正装置的根轨迹法设计

第五节 串联校正装置的期望对数频率特性设计法

第六节 并联校正装置的设计

本章小结

习题

第七章 非线性控制系统的分析方法

第一节 非线性控制系统概述

第二节 相平面分析法

本章小结

习题

第八章 线性离散(时间)控制系统分析

第一节 线性离散(时间)控制系统的基本概念

第二节 采样过程和采样定理

第三节 Z变换

第四节 离散(时间)控制系统的数学模型

第五节 离散(时间)控制系统稳定性分析

第六节 离散(时间)控制系统的稳态误差分析

第七节 离散(时间)控制系统的动态性能分析

第八节 离散(时间)控制系统的校正

本章小结

习题

附录

附录Ⅰ 常用函数拉氏变换表

附录Ⅱ 拉氏变换的一些定理

附录Ⅲ Z变换表

参考文献 2100433B