自动控制原理 第5版

本书自2000年出版第1版以来，在全国普通高等院校中一直被广泛采用，得到了广大教师、学生的充分肯定。为了更好地适应教学和学习的需要，再一次对本书进行修订。
全书共九章，前六章为线性定常连续控制系统的内容，第七章为非线性控制系统的内容，第八章为线性定常离散系统的内容，第九章为计算机辅助分析与实验。
本书中，、二、三、五、六章的内容（未带*号）为重点，其他章节的内容，对于非自动化类专业的学生，可少讲或选讲。对于高职高专或成人继续教育类的学生，可只学未带*号章节中的一些内容。
孙炳达负责全书修订及编写工作。广东工业大学自动化学院龙德、张祺、李明，广东技术师范大学自动化学院陈贞丰、顾家蒨、罗国娟、曾庆猛、康慧等参与了修订内容的讨论。广东技术师范大学王中生教授任主审。
谢莉萍、王明诚和梁志坤为本书前几版的出版做出了很大的贡献，本次修订得到了广东工业大学、广东技术师范大学教务处及自动化学院的支持和鼓励，参考或吸收了部分同类教材(或参考书)内容。在此，向上述相关老师、单位表示衷心的感谢！
为了方便教师教学，本书配有电子课件（PPT)，凡选用本书作为教材的教师，可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册后下载。
为了方便学生学习、教师授课，本书有配套的辅学参考书《自动控制原理学习指导及习题解答》（谢莉萍、顾家蒨编），已由机械工业出版社出版。该书紧扣教材内容，每章包含知识结构、重点内容、例题精选及习题解答方法等四方面内容。
由于编者水平有限，书中可能会有不足或疏漏之处，殷切期望读者及同行给予批评指正。

编者

王中生主审机械工业出版社本书是应用型相关专业“自动控制原理”(经典控制)课程的教材或参考书。
本书涵盖了“经典控制”内容，重点对线性定常系统的时域分析法、频率特性分析法和非线性系统的描述函数分析法做了全面的阐述，对根轨迹分析法、离散系统分析方法和非线性系统相平面分析方法的主要内容及应用做了简要介绍。
本书以应用为重点，三基（基本概念、基本原理和基本分析方法）为主线，具有内容全面、重点突出、层次分明、定义准确、概念清晰、论述简明及通俗易懂的特色。
本书可作为电气工程类、自动化类各专业的本科和非控制工程类学科硕士研究生的教材。本书主要章节（未带*号）的内容也适合机电类、信息类及计算机应用类专业或高职高专院校、成人教育及广播电视大学的相近专业学生学习，还可供有关从事控制工程应用的技术人员参考。
本书配有电子课件（PPT)。欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com网站注册后下载。
本书有配套的《自动控制原理学习指导、例题及习题解答》辅导学习参考书，已由机械工业出版社出版。

王中生主审机械工业出版社本书是应用型相关专业“自动控制原理”(经典控制)课程的教材或参考书。
本书涵盖了“经典控制”内容，重点对线性定常系统的时域分析法、频率特性分析法和非线性系统的描述函数分析法做了全面的阐述，对根轨迹分析法、离散系统分析方法和非线性系统相平面分析方法的主要内容及应用做了简要介绍。
本书以应用为重点，三基（基本概念、基本原理和基本分析方法）为主线，具有内容全面、重点突出、层次分明、定义准确、概念清晰、论述简明及通俗易懂的特色。
本书可作为电气工程类、自动化类各专业的本科和非控制工程类学科硕士研究生的教材。本书主要章节（未带*号）的内容也适合机电类、信息类及计算机应用类专业或高职高专院校、成人教育及广播电视大学的相近专业学生学习，还可供有关从事控制工程应用的技术人员参考。
本书配有电子课件（PPT)。欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com网站注册后下载。
本书有配套的《自动控制原理学习指导、例题及习题解答》辅导学习参考书，已由机械工业出版社出版。

目录
前言
章自动控制系统的基本概念1
节自动控制系统的基本结构1
第二节闭环控制系统的基本组成5
第三节自动控制系统的分类7
第四节对控制系统的基本要求8
习题9
第二章控制系统的数学模型12
节动态微分方程的编写12
第三节传递函数22
第四节结构图及其等效变换28
*第五节信号流图及梅森公式37
第六节控制系统的传递函数40
习题47
第三章控制系统的时域分析法50
节典型输入信号和时域性能指标50
第二节一阶系统分析53
第三节二阶系统分析57
第四节高阶系统分析67
第五节稳定性分析及代数判据71
第六节稳态误差分析及计算76
习题87
*第四章控制系统的根轨迹分析法91
节系统根轨迹的基本概念91
第二节绘制根轨迹的基本条件和
基本规则92
第三节系统根轨迹的绘制97
第四节参量根轨迹99
第五节系统性能的根轨迹分析100
习题106
第五章控制系统的频率特性
分析法108节频率特性的基本概念108
第二节频率特性的表示方法111
第三节典型环节的频率特性112
第四节系统开环频率特性绘制122
第五节小相位系统与伯德
定理127
第六节用频率法分析系统
稳定性129
第七节用频率法分析系统稳态
性能138
第八节用开环频率特性分析系统
动态性能140
*第九节用闭环频率特性分析
系统性能146
第十节传递函数的实验求取149
习题151
第六章控制系统设计与校正155
节概述155
第二节串联超前校正156
第三节串联滞后校正160
第四节串联滞后超前校正163
第五节PID校正装置及其原理168
*第六节并联校正172
第七节控制工程系统的“模型”（）
设计176
习题183
第七章非线性控制系统分析184
节非线性控制系统概述184
第二节非线性特性185
第三节描述函数及其计算187
第四节描述函数分析非线性系统189
第五节改善非线性系统性能的方法196
第六节相平面分析法200
*第七节线性系统的相平面分析203
*第八节非线性系统的相平面分析207
习题212
*第八章线性离散控制系统的分析
与综合214节离散控制系统概述214
第二节连续信号的采样与复现215
*第三节Ｚ变换及Ｚ反变换219
第四节线性离散系统的数学模型224
第五节离散控制系统的稳定性分析228
第六节离散控制系统的稳态误差分析231
第七节离散控制系统的动态
性能分析234
第八节数字控制器的模拟化设计239
第九节数字控制器的离散化设计242
第十节数字PID调节器及其
参数选择245
习题247
*第九章控制原理计算机辅助分析
及仿真实验249节MATLAB启动与操作249
第二节MATLAB中数学模型的输入250
第三节线性系统仿真与性能分析252
*第四节非线性控制系统仿真255
第五节离散控制系统仿真256
第六节Simulink绘图仿真257
习题261
附录263
附录A常用函数拉普拉斯变换表263
附录B拉普拉斯变换的主要定理264
附录C常用Ｚ变换表265
参考文献266

王中生主审机械工业出版社本书是应用型相关专业“自动控制原理”(经典控制)课程的教材或参考书。
本书涵盖了“经典控制”内容，重点对线性定常系统的时域分析法、频率特性分析法和非线性系统的描述函数分析法做了全面的阐述，对根轨迹分析法、离散系统分析方法和非线性系统相平面分析方法的主要内容及应用做了简要介绍。
本书以应用为重点，三基（基本概念、基本原理和基本分析方法）为主线，具有内容全面、重点突出、层次分明、定义准确、概念清晰、论述简明及通俗易懂的特色。
本书可作为电气工程类、自动化类各专业的本科和非控制工程类学科硕士研究生的教材。本书主要章节（未带*号）的内容也适合机电类、信息类及计算机应用类专业或高职高专院校、成人教育及广播电视大学的相近专业学生学习，还可供有关从事控制工程应用的技术人员参考。
本书配有电子课件（PPT)。欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com网站注册后下载。
本书有配套的《自动控制原理学习指导、例题及习题解答》辅导学习参考书，已由机械工业出版社出版。