自动控制原理及其应用

第1章自动控制系统概述

1.1自动控制理论的发展史及内容

1.2开环控制和闭环控制

1.3自动控制系统的组成

1.4自动控制系统的分类

1.5对自动控制系统的基本要求

1.6自动控制系统实例

小结

习题

第2章自动控制系统的数学模型

2.1系统的微分方程

2.2拉普拉斯变换

2.3传递函数

2.4系统方框图

第1章自动控制系统概述

1.1自动控制理论的发展史及内容

1.2开环控制和闭环控制

1.3自动控制系统的组成

1.4自动控制系统的分类

1.5对自动控制系统的基本要求

1.6自动控制系统实例

小结

习题

第2章自动控制系统的数学模型

2.1系统的微分方程

2.2拉普拉斯变换

2.3传递函数

2.4系统方框图

2.5典型环节的传递函数和方框图

2.6环节的基本连接方式及其总传递函数

2.7方框图的等效变换及化简

小结

习题

第3章时域分析法

3.1典型输入信号和时域性能指标

3.2一阶系统的动态响应

3.3二阶系统的动态响应

3.4高阶系统的动态响应

3.5系统的稳定性分析

3.6系统的稳态误差分析

3.7应用MATLAB进行时域分析

小结

习题

第4章频域分析法

4.1频率特性

4.2典型环节的频率特性

4.3系统的开环频率特性

4.4奈奎斯特(Nyquist)稳定性判据

4.5稳定裕量与系统相对稳定性

4.6系统开环频率特性与系统性能的关系

4.7系统闭环频率特性与时域指标的关系

4.8应用MATLAB进行频域分析

小结

习题

第5章自动控制系统的校正

5.1串联校正

5.2反馈校正

5.3顺馈补偿

小结

习题

第6章自动控制系统的工程设计方法

6.1系统固有部分的简化处理

6.2系统预期频率特性的确定

6.3校正装置的设计

6.4自动控制系统的工程设计举例

小结

习题

第7章自动控制系统的分析与调试

7.1自动控制系统的分析步骤

7.2自动控制系统的调试方法

7.3自动控制系统的维护使用

小结

习题

附录1实验项目

实验1一阶系统的阶跃响应

实验2一阶系统阶跃响应的数字仿真

实验3二阶系统的阶跃响应

实验4二阶系统阶跃响应的数字仿真

实验5系统的稳定性

随着科学技术的迅猛发展，自动控制技术的应用领域日益广阔。自动控制技术的广泛应用，不但使生产设备或生产过程实现了自动化，大大提高了劳动生产率和产品质量，改善了劳动条件，而且在人类征服自然、改善居住条件、提高生活水平等方面也发挥了非常重要的作用。
　　由于自动控制原理是一门理论性很强的专业技术基础课程，比较抽象，学生不易接受(主要是不知用于何处和怎样具体应用)，因此，本书开始就以双闭环直流调速系统等实例引出问题，并结合具体问题由浅入深地引出课程内容，最后，又以实例的题解收尾，前后呼应，使学生明确自动控制原理在具体工程中的应用。
　　本书以经典线性控制理论为主线，结合具体应用实例，着重叙述自动控制系统的工作原理、系统数学模型的建立、系统性能（稳定性、动态性能、稳态性能）的分析方法以及改善系统性能的途径。离散控制系统由于内容更加抽象、不易理解，没有编入此书，待学习计算机控制技术课程时，再从应用角度去讲授、学习。
　　高等职业技术教育培养的是生产一线的应用型人才，落脚点是技术应用，不求理论的系统和完整，只求必需、够用。所以，在编写此书时，我们力求做到理论联系实际，注重方法论的叙述，强调“三基本”（基本概念、理论、分析方法），回避繁琐的数学推导，叙述深入浅出，方便自学，以期学生对自动控制原理的应用和对实际控制系统的分析、调试有一个完整的概念。
　　书中每章的开始有内容提要，结尾有小结和大量习题。其中，小结概括了每章的基本内容与要求。经过精心挑选的习题可以巩固学生对所学知识点的掌握并学会具体的实际应用。全书常用术语配有英文注释，目的在于双语教学。由于频域分析法中的频率特性曲线很难手工绘制，为了形象、直观，书中还介绍了如何应用MATLAB软件分析自动控制系统的性能。为了师生实践教学的方便，附录中给出了编者在教学实践中总结出的五个典型的基本实验项目。?
　　本课程内容涉及到高等数学、电工基础等课程的基础知识，因此在学习时，要注意基础知识的复习和综合运用。本书建议讲授60学时，各校教师在教学时，可以根据具体情况对教材的内容进行适当的取舍。
　　本书由深圳职业技术学院温希东教授主编。唐建东老师编写了3.7节和4.8节；王毅峰老师编写了第2章、附录1，以及3.1～3.3节，并对全书的计算机文字处理和绘图做了大量的工作；其余部分由温希东编写。
　　在本书的编写过程中，编者学习并参考了兄弟院校的优秀教材。在此，向所有为本书的编写和出版给予帮助的同志致以衷心的感谢。?
　　由于高职教育在我国还处于起步阶段，再加上编者的水平有限，且时间较紧，书中不妥与错误之处在所难免，恳请广大读者和专家批评指正。?