《自动控制原理》从系统设计和应用的角度阐述了控制理论的主要内容。全书共八章，分别介绍了自动控制的基本概念、数学模型、时域分析、根轨迹、频率域分析、校正设计，以及离散系统和现代控制理论的基本概念与方法。本书从智能科学与技术专业培养需求出发，内容以经典控制为主，全书兼顾理论、教学实际以及工程应用，并积极引进辅助教学设计软件，以概念讲解清楚、公式删繁就简、结合专业应用等为特色。
《自动控制原理》可供高等院校智能科学与技术等专业控制理论少学时课程作为教材使用。
第1章 自动控制的一般概念
1.1 自动控制的基本原理与方式
1.1.1 自动控制技术及其应用
1.1.2 自动控制理论
1.1.3 反馈控制原理
1.1.4 反馈控制系统的基本组成
1.1.5 自动控制系统基本控制方式
1.2 自动控制系统示例
1.2.1 函数记录仪
1.2.2 火炮方位角控制系统
1.2.3 导弹自动驾驶仪
1.2.4 电压调节系统
1.3 自动控制系统的分类
1.4 对自动控制系统的基本要求
1.4.1 基本要求的提法
1.4.2 典型外作用
1.5 本课程的研究内容
1.6 小结
习题
第2章 控制系统的数学模型
2.1 控制系统的时域数学模型
2.1.1 线性元件的微分方程
2.1.2 线性定常微分方程的求解
2.1.3 非线性微分方程的线性化
2.1.4 运动的模态
2.2 控制系统的复数域数学模型
2.2.1 传递函数的定义和性质
2.2.2 典型元部件的传递函数
2.3 控制系统的结构图与信号流图
2.3.1 控制系统结构图的组成和绘制
2.3.2 结构图的等效变换与简化
2.3.3 信号流图的组成及性质
2.3.4 信号流图的绘制
2.3.5 梅森增益公式
2.3.6 闭环系统的传递函数
2.4 数学模型的实验测定法
2.4.1 数学模型实验测定的主要方法
2.4.2 输入测试信号的选择
2.4.3 测定实验注意事项
2.4.4 实验结果的数据处理
2.5 小结
习题
第3章 线性系统的时域分析法、
3.1 线性系统时间响应的性能指标
3.1.1 典型输入信号
3.1.2 动态过程与稳态过程
3.1.3 动态性能与稳态性能
3.2 一阶系统的时域分析
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 典型输入下一阶系统的响应
3.3 二阶系统的时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.3.3 欠阻尼二阶系统的动态过程分析
3.3.4 过阻尼二阶系统的动态过程分析
3.3.5 二阶系统的单位斜坡响应
3.3.6 二阶系统性能的改善
3.3.7 非零初始条件下二阶系统的响应过程
3.4 高阶系统的时域分析
3.4.1 三阶系统的单位阶跃响应
3.4.2 高阶系统的阶跃响应
3.4.3 闭环主导极点
3.4.4 高阶系统的动态性能估算
3.5 线性系统的稳定性分析
3.5.1 稳定性的基本概念
3.5.2 线性系统稳定的充要条件
3.5.3 劳斯一赫尔维茨稳定判据
3.5.4 劳斯稳定判据的特殊情况
3.5.5 劳斯稳定判据的应用
3.6 线性系统的稳态误差计算
3.6.1 误差与稳态误差
……
第4章 线性系统的根轨迹法
第5章 线性系统的频域分析法
第6章 线性系统的校正方法
第7章 离散系统的分析
第8章 控制系统的状态空间分析与综合
参考文献
第1章 自动控制的一般概念
1.1 自动控制的基本原理与方式
1.1.1 自动控制技术及其应用
自20世纪特别是第二次世界大战以来，自动控制科学和技术迅速发展，有力地提高了社会劳动生产率，推动了社会生活的进步。在军事上，自动控制极大地改善了武器的精确度和杀伤力，而在工农业、交通运输、航天、核能以及医疗等领域，自动控制都是不可或缺的。近年来，自动控制进一步扩展到生态环境、经济管理、社会科学和其他许多社会生活领域，促进了各学科之间的相互渗透。下面举两个例子。
在往复式轧钢机中，在钢材往复两次通过轧辊的短暂时间间隔里，既要使辊道停下以拨正钢材，同时使辊道反转把钢材反向送人轧辊，又要使轧辊及时停转并反向达到正确转速，同时还必须调整上下两个轧辊间的距离达到工艺要求以迎接反向而来的钢材。正是自动控制技术保证了这些动作互相配合，迅速完成。若人工操作，则难免由于配合的问题而造成等待，引入自动控制后如果每一个轧程能少等待1s，一台轧钢机一年就能多生产上万吨钢材。
现代战争的作战模式逐渐从以平台为中心转变为以网络为中心的中远程精确打击。制导控制系统是精确打击和先进导弹的核心所在，很大程度上决定了导弹的性能，尤其是制导精度和杀伤概率。例如在空战中，战斗机和其他空中目标的机动能力不断提高，为了有效摧毁目标，必须更大程度地提高空空导弹的机动能力，使其机动过载达到目标机动过载的3倍-5倍。第四代空空导弹已具备全天候、全方位、多目标打击能力，并向更快、更远、更精确、更灵活的方向发展。这都得益于精确制导控制技术的进步。
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（称为控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称为被控对象）的某个工作状态或参数（被控量）自动地按照预定的规律运行。例如，数控车床按照预定程序自动地切削工件；化学反应炉的温度或压力自动地维持恒定；导弹制导控制系统，自动地将导弹引导到敌方目标；无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行；人造卫星准确地进入预定轨道运行并回收等。这一切都是以高水平的自动控制技术为前提的。
……
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