自动控制原理（第二版）
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作者： 薛安克，彭冬亮，陈雪亭 编著
出 版 社： 西安电子科技大学出版社
出版时间： 2007-9-1字数：版次： 2页数： 288印刷时间：开本： 16开印次：纸张：I S B N ： 9787560613840包装： 平装编辑推荐
本书主要介绍了控制系统数学模型的建立、时域分析法、根轨迹法、频率响应法、控制系统的校正、离散控制系统、非线性控制系统分析、线性系统的状态空间描述与分析和李亚普诺夫稳定性分析，最后给出了一些控制系统设计的实例，以便提高本书的实用性。
本书可作为本科自动化及相关专业“自动控制理论”课程的教材，还可供从事自动化工作的科技人员作参考。
内容简介
本书从理论和工程应用相结合的角度，比较全面和系统地阐述了控制理论（包括经典控制理论和现代控制理论）的基本内容。书中内容侧重介绍一些基本概念、基本理论和基本分析方法，尽量降低理论方面的难度，并注意强化读者的工程意识，提高其工程实践能力。本书的主要特色是在保持理论完整性和系统性的前提下，从仿真实现的角度，采用目前流行的控制系统分析和综合的软件包——MATLAB完成了相关内容的论述。
全书共分为12章，主要内容有：控制系统数学模型的建立、时域分析法、根轨迹法、频率响应法、控制系统的校正、离散控制系统、非线性控制系统分析、线性系统的状态空间描述与分析和李亚普诺夫稳定性分析，最后给出了一些控制系统设计的实例，以便提高本书的实用性。书中结合相关的理论，以例题的方式介绍了MATLAB在控制系统分析和设计中的应用。同时，对每一章的内容进行了小结，并配合了一定数量的典型例题和习题，便于读者学习和巩固所学知识。
本书可作为本科自动化及相关专业“自动控制理论”课程的教材，还可供从事自动化工作的科技人员作参考。
目录
第一章 绪论
1.1 自动控制系统简介
1.2 自动控制系统分类
1.3 自动控制理论的发展历史
1.4 工程控制问题的基本要求
小结
习题
第二章 线性系统的数学描述
2.1 线性系统的时域数学模型
2.2 传递函数
2.3 结构图
2.4 信号流图
2.5 线性定常系统数学模型的MATLAB实现
小结
习题
第三章 线性系统的时域分析法
3.1 动态和稳态性能指标
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 线性系统的稳定性分析
3.6 控制系统的稳态误差
3.7 基于MATLAB的线性系统时域分析
小结
习题
第四章 根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.2 根轨迹的绘制
4.3 系统性能的分析
小结
习题
第五章 频率响应法
5.1 频率特性
5.2 典型环节的频率特性
5.3 控制系统开环频率特性曲线的绘制
5.4 频域稳定性判据
5.5 稳定裕度
5.6 闭环系统的频域性能指标
5.7 频率特性的试验确定方法
小结
习题
第六章 线性系统的校正方法
6.1 校正的基本概念
6.2 线性系统的基本控制规律
6.3 常用校正装置及其特性
6.4 串联校正
6.5 反馈校正
6.6 复合校正
小结
习题
第七章 数字控制系统分析基础
7.1 引言
7.2 信号的采样与保持
7.3 Z变换理论
7.4 脉冲传递函数
7.5 数字控制系统的性能与控制
小结
习题
第八章 非线性控制系统分析
8.1 非线性控制系统概述
8.2 相平面分析法
8.3 描述函数法
小结
习题
第九章 线性系统的状态空间描述与分析
9.1 状态空间描述的基本概念
9.2 状态空间表达式的建立
9.3 线性定常系统的响应
9.4 状态转移矩阵
9.5 线性离散系统的响应
9.6 可控性和可观性
9.7 线性定常系统的线性变换
9.8 对偶原理
9.9 线性定常系统的结构分解
9.10 线性系统状态空间描述的MATLAB实现
小结
习题
第十章 线性反馈系统的时间域综合
10.1 输出反馈与状态反馈
10.2 极点配置问题
10.3 状态重构与状态观测器设计
10.4 最优控制问题概论
10.5 MATLAB在线性反馈系统时间域综合中的应用
小结
习题
第十一章 李亚普诺夫稳定性分析
11.1 李亚普诺夫关于稳定性的定义
11.2 李亚普诺夫第一方法
11.3 李亚普诺夫第二方法
11.4 线性定常系统的李亚普诺夫稳定性分析
小结
习题
第十二章 控制系统设计实例分析
12.1 火炮稳定器的设计
12.2 船舶自动驾驶仪的设计
12.3 磁盘读写头的控制
12.4 倒立摆控制系统的设计
小结
附录 常用函数的拉氏变换和Z变换对照表
主要参考文献
书摘插图
第一章 绪论
随着生产和科学技术的发展，自动控制技术在国民经济和国防建设中所起的作用越来越大。从最初的机械转速、位置的控制到工业过程中温度、压力、流量的控制，从远洋巨轮到深水潜艇的控制，从飞机自动驾驶、神舟飞船的返回控制到“勇气”号、“机遇”号的火星登陆控制，自动控制技术的应用几乎无所不在。从电气、机械、航空航天、化工到经济管理、生物工程，自动控制理论和技术已经介入到许多学科，渗透到各个工程领域。所以许多工程技术人员和科学工作者都希望具备一定的自动控制方面的知识，根据自身需要设计自动控制系统。
自动控制原理是研究自动控制共同规律的技术科学，主要讲述自动控制的基本理论与控制系统的分析和设计方法等内容。根据自动控制技术发展的不同阶段，自动控制原理可分为经典控制理论和现代控制理论两大部分。经典控制理论的内容主要以传递函数为基础，以频率法和根轨迹法为核心，研究单输入单输出类自动控制系统的分析和设计问题。这些理论研究较早，现在已经成熟，并且在工程实践中得到了广泛的应用。现代控制理论是20世纪60年代在经典控制理论的基础上，随着科学技术的发展和工程实践的需要而迅速发展起来的。现代控制理论的内容主要以状态空间法为基础，研究多输人多输出、变参数、非线性、高精度、高效能等控制系统的分析和设计问题。最优控制、最佳滤波、系统辨识、自适应控制、鲁棒控制和预测控制等理论都是这一领域研究的主要课题。特别是近十年来由于电子计算机技术和现代应用数学研究的迅速发展，使现代控制理论又在研究庞大系统工程的大系统理论和模仿人类智能活动的智能控制、生物控制、模糊控制等方面有了重大进展。
1.1 自动控制系统简介
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。系统是指按照某些规律结合在一起的物体（元部件）的组合，它们相互作用、相互依存，并能完成一定的任务。能够实现自动控制的系统就可称为自动控制系统，一般由控制装置和被控对象组成。可以通过一个实例来说明有关自动控制与自动控制系统的基本概念。
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