控制工程基础 第2版

随着科学技术的不断发展，自动控制技术已被广泛应用于工业、农业、交通、生命学科、国防装备、航空航天和科学实践的各个领域，极大地提高了整个社会劳动生产率，改善了人们的劳动条件，推动和促进了现代社会的快速发展。在当今社会，自动控制技术可以说无处不在，无时不有，与相关领域技术相融合又产生了许多新的专业学科。“控制工程基础”是专门研究有关自动控制系统的基本概念、基本原理和基本方法的一门课程，不仅是高等院校自动化专业主修的专业基础课，同时也是与自动化相关专业必修的专业基础课程。
为了适应广大高校非自动化专业学生学习的要求，我们编写的“控制工程基础”一书更注重于：经典控制控制技术和控制理论的基本概念、基本原理和基本方法；控制技术与相关行业技术的融合与应用；利用计算机辅助设计方法解决自动控制领域的一些系统分析和设计问题。书中系统全面地介绍了经典控制理论的基本内容，主要包括：概述、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频域分析法、自动控制系统的校正、离散控制系统。为了便于读者深入理解本书所述重要概念，每章都选配了一定数量的习题和部分参考答案（数字资源，扫码获取）。
本书可作为高等院校本科非自动化专业及相近专业的“控制工程基础” 或类似课程的教材，也可作为各类院校专科层次相关专业类似课程的选用教材，还可作为电子信息类或其他与控制有关专业工程技术人员的参考书。
本书由何琳琳、宋辉、王燕芳、陈建威、许丽佳、陈晓燕编写，全书由何琳琳统稿。本书由上海电力学院杨平教授主审。
编者
2021年3月 

本书为全国电力行业“十四五”规划教材。全书共分为7章，主要内容包括概述、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频域分析法、自动控制系统的校正和离散控制系统。本书针对本科院校非控制专业的少学时课程教学需要编写，力求内容简明扼要，通俗易懂，便于教学和自学。

何琳琳，女，1970年生，郑州航空工业管理学院学教师、毕业于西北工业大学电力电子与电力传动专业，硕士研究生、教授。研究方向为电机电器、电力电子与自动化，模式识别与智能控制，主要从事稀土电机设计及控制、运动控制、航空航天特种电机、节能电机等领域的科研教学工作。在航空、航天用电机及其控制方面以及伺服控制系统等领域有着深入的研究。

前言
版前言
第1章概述
11控制系统简介
12自动控制系统的工作原理及组成
13自动控制系统的类型
14对控制系统的基本要求和研究内容
本章小结
习题
第2章控制系统的数学模型
21控制系统的微分方程及其线性化
22用拉普拉斯变换法求解微分方程
23传递函数
24方框图
25信号流图
26MATLAB在数学模型中的应用
本章小结
习题
第3章时域分析法
31控制系统的时域性能指标
32一阶系统的时域分析
33二阶系统的时域分析
34高阶系统的时域分析
35线性定常系统的稳定性和稳定判据
36控制系统的稳态误差
37MATLAB和SIMULINK时域分析
本章小结
习题
第4章根轨迹法
41根轨迹的基本概念
42绘制根轨迹的基本法则
43广义根轨迹和零度根轨迹
44用根轨迹法分析系统性能
45应用MATLAB绘制根轨迹
本章小结
习题
第5章频域分析法
51频率特性
52频率特性的几何表示方法
53控制系统的对数频率特性图
54控制系统的极坐标图
55频域稳定判据及相对稳定性分析
56利用频率特性分析系统的性能
57MATLAB在频域分析中的应用
本章小结
习题
第6章自动控制系统的校正
61控制系统校正的基本概念
62频域法串联校正
63根轨迹法串联校正
64反馈校正
65复合校正
66工程校正方法——PID控制器
67应用MATLAB进行系统校正设计
本章小结
习题
第7章离散控制系统
71离散控制系统的基本概念
72信号的采样和采样定理
73信号复现与零阶保持器
74Z变换和Z反变换
75离散系统的数学模型
76线性离散系统的稳定性
77线性离散系统的稳态误差
78线性离散系统动态性能分析
79MATLAB在离散控制系统中的应用
本章小结
习题
参考文献

本书为全国电力行业“十四五”规划教材。全书共分为7章，主要内容包括概述、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频域分析法、自动控制系统的校正和离散控制系统。本书针对本科院校非控制专业的少学时课程教学需要编写，力求内容简明扼要，通俗易懂，便于教学和自学。

何琳琳，女，1970年生，郑州航空工业管理学院学教师、毕业于西北工业大学电力电子与电力传动专业，硕士研究生、教授。研究方向为电机电器、电力电子与自动化，模式识别与智能控制，主要从事稀土电机设计及控制、运动控制、航空航天特种电机、节能电机等领域的科研教学工作。在航空、航天用电机及其控制方面以及伺服控制系统等领域有着深入的研究。