自动控制原理(第2版)

本书比较全面地阐述了 自动控制原理中经典控制和 现代控制的基本内容。全书 共分9章，主要包括自动控 制的一般概念、控制系统的 数学模型、线性系统的时域 分析法、线性系统的根轨迹 法、线性系统的频域分析法 、线性离散系统分析、非线 性控制系统分析、线性系统 的状态空间分析与综合、最 优控制理论基础等内容。本 书各章均含有在MATLAB支 持下对控制系统进行计算机 辅助分析与设计的典型实例 。为帮助读者更加熟练地掌 握“自动控制原理”课程的内 容，本书还配套出版《自动 控制原理（第2版）学习辅 导与习题解答》（电子版） 。本书为新形态教材，全书 内容一体化设计，对于重、 难点内容，读者可扫描书中 二维码进行学习。 本书是2016年国家级精 品资源共享课主讲教材， 2019年国家级一流专业建 设点主干教材，2020年国 家级一流本科课程主讲教材 。 本书内容全面、逻辑清 晰、图文并茂，理论、案例 、例题、考研辅导有机结合 ，可作为高等学校自动化类 、电气类、电子信息类专业 学生的教材，也可供从事自 动控制工作的各类工程技术 人员，以及对自动控制感兴 趣的读者参考。

陈复扬，南京航空航天大学自动化学院教授，博士生导师，自动化专业负责人，长期从事自适应控制、故障诊断与容错控制、人工智能算法、飞行控制、量子控制等方面的研究，现为量子控制理论与技术专委会委员。近年来主持及承担国家重大专项2项、国家自然科学基金面上项目2项、航空科学基金1项，国家自然科学基金重大项目及重点项目各1项；获中国航空学会科学技术奖三等奖1项、江苏省科学技术奖一等奖1项；出版专著4部、发表SCI论文60余篇，授权发明专利近30项。长期从事“自动控制原理”“自适应控制”“自适应控制与歌唱艺术”等课程教学，主持省级教改项目1项、校级教改项目10余项；获江苏省教学成果奖一等奖1项及二等奖2项、中国自动化学会高等教育教学成果奖一等奖1项，主编出版教材5部。

第1章 自动控制的一般概念 1.1 引言 1.2 自动控制简史 1.3 自动控制系统的基本概念 1.3.1 自动控制系统 1.3.2 控制方式的分类 1.3.3 开环与闭环控制方式的比较 1.4 自动控制系统的分类及组成 1.4.1 自动控制系统的分类 1.4.2 自动控制系统的组成 1.5 控制系统的性能要求 1.5.1 自动控制系统的性能要求 1.5.2 自动控制系统的典型外作用 本章小结 第2章 控制系统的数学模型 2.1 引言 2.2 自动控制的时域数学模型 2.2.1 控制系统的微分方程 2.2.2 控制系统的线性近似 2.3 拉普拉斯变换 2.3.1 拉普拉斯变换的定义 2.3.2 拉普拉斯变换的常用定理 2.3.3 拉普拉斯反变换 2.3.4 微分方程的求解 2.4 控制系统的复数域数学模型 2.4.1 传递函数 2.4.2 传递函数的极点和零点对输出的影响 2.4.3 典型元部件的传递函数 2.5 控制系统的结构图与信号流图 2.5.1 控制系统的结构图 2.5.2 控制系统的信号流图 2.5.3 闭环系统的常用传递函数 2.6 控制系统建模的应用研究 2.6.1 数学模型的实验测定 2.6.2 利用MATLAB进行系统建模 2.7 控制系统建模的设计实例 本章小结 本章习题 第3章 线性系统的时域分析法 3.1 引言 3.2 线性系统的时域性能指标 3.2.1 典型输入信号 3.2.2 动态性能与稳态性能 3.3 线性系统的稳定性分析 3.3.1 稳定性的基本概念 3.3.2 线性系统稳定的充分必要条件 3.3.3 劳斯稳定判据 3.3.4 劳斯稳定判据的特殊情况 3.3.5 劳斯稳定判据的应用 3.4 线性系统的快速性分析 3.4.1 一阶系统的时域分析 3.4.2 二阶系统的时域分析 3.5 线性系统的准确性分析 3.5.1 线性系统稳态误差的计算 3.5.2 减小或消除稳态误差的方法 3.6 线性系统的时域法校正 3.6.1 比例-微分环节（PD）校正 3.6.2 比例-积分环节（PI）校正 3.6.3 比例-积分-微分环节（PID） …… 第4章 线性系统的根轨迹法 第5章 线性系统的频城分析法 第6章 线性离散系统分析 第7章 非线性控制系统分析 第8章 线性系统的状态空间分析与综合 第9章 最优控制理论基础 参考文献