自动控制原理——经典控制

本书围绕自动控制原理 的经典控制理论进行讨论。 全书共分6章，主要内容包 括自动控制原理概论；自动 控制系统的微分方程模型、 传递函数、结构图和信号流 图；线性定常系统的稳定性 、动态性能和稳态性能分析 ，基于时域分析的控制系统 设计、基于时域分析的系统 辨识；根轨迹的绘制、线性 系统的根轨迹分析法；线性 系统的频率特性、奈奎斯特 稳定判据、相对稳定性、闭 环频率特性的绘制、频域响 应分析、基于频率特性的系 统辨识；线性系统的校正思 路与常用的校正装置、串联 校正、反馈校正、PID控制 器及其校正等。本书系统深 入地引导读者探讨系统分析 与设计的内在机理，旨在培 养读者的辩证思维能力、钻 研精神和创新意识。 本书编者参与建设的“自 动控制原理”MOOC于2017 年入选国家精品在线开放课 程，于2020年入选首批国 家级一流本科课程线上线下 混合式一流课程。本书配套 建设了系列二维码电子资源 ，课程重点内容、重点例题 、拓展阅读资料、MATLAB 仿真设计等均可通过扫描二 维码在线同步学习。此外， 读者也可以登录“中国大学 MOOC”网站或“爱课程”网站 ，自主学习华中科技大学开 设的“自动控制原理”MOOC 。 本书可作为高等院校自 动化、测控技术与仪器、船 舶与海洋工程、能源与动力 工程等相关专业的教科书， 亦可作为从事自动控制相关 专业的工程技术人员自学参 考书。

第1章 自动控制原理概论 1.1 引言 1.2 自动控制系统简介 1.2.1 自动控制的研究背景与意义 1.2.2 自动控制系统的基本构成 1.2.3 自动控制系统的分类 1.2.3.1 按信号的传递路径分类 1.2.3.2 按系统输入信号的变化规律分类 1.2.3.3 按系统传递信号的性质分类 1.2.3.4 按系统变量是否仅是时间的函数分类 1.2.3.5 按输入输出变量的个数分类 1.2.3.6 按系统参数是否随时间发生变化分类 1.2.3.7 按数学模型是否满足叠加原理分类 1.3 自动控制系统的基本要求 1.4 自动控制知识体系的发展历史 1.4.1 前期控制 1.4.2 经典控制 1.4.3 现代控制 1.4.4 当代控制 1.5 课程基本框架 1.6 本章小结 第2章 控制系统的数学模型 2.1 引言 2.2 控制系统的微分方程模型 2.2.1 微分方程模型及其标准形式 2.2.2 微分方程模型的建立示例 2.3 非线性微分方程的线性化 2.3.l 线性化的方法与条件 2.3.2 线性化示例 2.4 控制系统的传递函数 2.4.1 传递函数的定义与表示形式 2.4.2 线性定常系统的一个重要特性 2.4.3 传递函数的求解 2.4.3.1 由原理图或微分方程模型求系统的传递函数 2.4.3.2 零初始条件下由输出响应求传递函数 2.4.3.3 非零初始条件下由输出响应求传递画数 2.4.4 由传递函数求系统的输出响应 2.4.5 传递函数的性质 2.4.6 典型环节的传递函数 2.5 控制系统的结构图 2.5.1 结构图的基本组成 2.5.2 由系统的原理图绘制结构图 2.5.3 结构图的基本连接方式 …… 第3章 控制系统的时域分析 第4章 根轨迹 第5章 线性系统的频域分析 第6章 线性系统的校正 附录1 常用的拉氏变换关系 附录2 e-x的派德（Pade）近似式