本書為自動控制系統的經典教材， 詳細介紹了連續控制系統（包括電氣系統、機械系統、流體動力系統和熱力系統）的數學模型建模方法， 動態系統的瞬態和穩態分析方法， 根軌跡分析和設計方法， 頻率域的分析和設計方法， 以及PID控制器和變形PID控制器的設計方法；同時還比較詳細地介紹了現代控制理論中的核心內容， 即狀態空間分析和設計方法。*后還簡要地介紹了20世紀80~90年代發展起來的稱為"后現代控制理論的魯棒控制系統。全書自始至終貫穿了用MATLAB工具分析和設計各類控制系統問題。
譯者序
Modern Control Engineering是美國明尼蘇達大學Ogata教授撰寫的一部控制系統的國際通用教材。它可以作為大學工科高年級本科生或研究生用的控制系統教材。該書第一版曾于1976年在我國由譯者翻譯成中文，并由科學出版社出版發行。該書首次成功地將20世紀40~50年代發展起來的經典控制理論，與20世紀60~70年代發展起來的現代控制理論融為一體，形成了一部新型的控制系統教材。由于其內容新穎、豐富，物理概念闡述得比較清楚，聯系實際廣泛、密切，并配有大量的例題和習題，所以受到了讀者的歡迎。隨后，譯者又先后對該書第二版至第四版進行了翻譯。該書第二版的特點是增加了極點配置、狀態觀測器和控制系統的計算機仿真研究內容，并且于1993年由中國臺灣地區儒林圖書有限公司出版發行繁體中文版。第三版和第四版分別于2000年和2003年由電子工業出版社出版發行。第三版的特點是融入了MATLAB應用的內容。第四版的特點是刪去了李雅普諾夫穩定性分析，增加了二自由度控制的內容，并且擴展了MATLAB的應用范圍。
該書第五版于2010年初問世，譯者受電子工業出版社之約，為能有機會將該書新版譯成中文而感到榮幸。與第四版相比，第五版在內容上進行了較大的修訂。首先，刪減了一些人們比較熟悉的內容，如信號流圖和拉普拉斯變換等，并且將原書的12章精簡到了10章，突出了控制系統中的特色內容；其次，進一步充實和完善了MATLAB應用方面的內容；第三，增加了20世紀末發展起來的所謂后現代控制理論的內容，作為代表，初步介紹了魯棒控制理論及H無窮大控制概念；最后，應當指出，第五版繼承了前版本的原有特點。
Modern Control Engineering于20世紀70年代初問世，至今已歷經40年。由于作者對該書的不斷修訂和更新，該書在國際上一直受到好評。該書已被翻譯成中、法、俄、日、西班牙等多種文字出版。并且，據作者統計，早在20世紀末，世界上已有100多所大學將該書選為控制系統教材，是一本名副其實的國際通用教材。該書1976年在我國翻譯出版以來，多年來一直受到眾多讀者的歡迎。為了滿足市場需求，到2007年為止，該書第一版至第四版的累計印刷次數已達15次之多。
譯者在翻譯過程中，保留了原書的部分書寫規則，對書中的重要定理和公式進行了推導和驗證，修正了發現的錯誤和疏漏之處。
本書第1章至第8章及附錄部分由北京航空航天大學盧伯英教授翻譯，第9章和第10章由西北工業大學佟明安教授翻譯，盧伯英教授對全書進行了統一審校。
本書在翻譯過程中得到了羅維銘、肖順達、章再貽、張英娟、李雅萍等教授的支持和幫助，譯者在此向他們表示衷心感謝。
由于譯者水平有限，難免有錯誤與不當之處，敬請讀者批評指正。
前言
本書介紹了控制系統分析和設計中的一些重要概念。讀者將會發現，這是一本清晰易懂，適用于高等院校控制系統課程的教科書。它是為學習電氣、機械、航空航天或化學工程的大學高年級學生編寫的。讀者在學習本書之前，應具備下列預備知識：微分方程方面的基礎課程，拉普拉斯變換，向量矩陣分析，電路分析，力學和熱力學基礎。
在這一版中，本書進行了下列主要修訂：
● 增加了利用MATLAB求控制系統對各種輸入量響應的內容。
● 證明了利用MATLAB實現計算最佳化方法的有效性。
● 全書增加了一些新的例題。
● 刪去了前一版中較次要的材料，以便為更重要的主題提供必要的空間。書中刪去了信號流圖，也刪去了拉普拉斯變換一章，但新增了拉普拉斯變換表及利用MATLAB的部分分式展開（分別見附錄A和附錄B）。
● 在附錄C中，提供了對向量矩陣分析的簡短概括。這將有助于讀者求解nn矩陣的逆矩陣，而這種求解有可能包含在控制系統的分析和設計中。
本書的這一版編排成10章。其內容可以概括如下。第1章是對控制系統的簡介。第2章涉及控制系統的數學模型，并且介紹了非線性數學模型的線性化方法。第3章導出了機械系統和電系統的數學模型。第4章討論流體系統（諸如液位系統、氣動系統和液壓系統）和熱力系統的數學模型。
第5章處理控制系統的瞬態響應和穩態分析，廣泛采用MATLAB獲取瞬態響應曲線。為了進行控制系統的穩定性分析，本章介紹了勞斯穩定判據和赫爾維茨穩定判據。
第6章討論了控制系統的根軌跡分析和設計，包括正反饋系統和條件穩定系統。關于用MATLAB繪制根軌跡，在本章中進行了詳細討論。本章還包括了利用根軌跡法設計超前、滯后和滯后-超前校正裝置。
第7章討論控制系統的頻率響應分析和設計，并且以容易理解的方式，介紹了奈奎斯特穩定判據。用來進行超前、滯后和滯后-超前校正裝置設計的伯德圖法，也在本章中進行了介紹。
第8章涉及基本的和變形的PID控制器。
本章詳細地討論了為獲得PID控制器的最佳參數值，特別是為滿足階躍響應特性的要求而采用的計算方法。
第9章介紹控制系統的狀態空間分析。本章詳細地討論了可控性和可觀測性概念。
第10章涉及控制系統的狀態空間設計。討論包括極點配置、狀態觀測器和二次型最佳控制。本章最后對魯棒控制系統進行了初步討論。
本書的編排有助于學生逐步地理解控制理論。在知識的介紹過程中，精心地避開了高深的數學論證。書中也提供了一些命題的證明，這些證明過程有助于深入理解書中介紹的主要內容。
從戰略角度出發，本書在提供例題方面做出了特別努力，從而使讀者能夠更清楚地理解書中討論的主題。此外，除第1章以外，每一章后面都提供了一些有解答的習題（A類題），建議讀者認真地學習所有這些帶有解答的習題，這將有助于讀者深入地理解所討論的課題。另外，除第1章以外，在每一章的后面還提供了許多待解的習題，這些待解的習題（B類題）可以作為課后作業或者測驗題。
如果本書作為一學期的課程教材（共計約56學時），則書中的大部分內容都可以講授，只需根據情況略去部分內容。由于書中包括大量例題和帶解答的習題（A類題），它可以回答讀者可能產生的許多問題，所以對于希望學習控制理論基礎知識的實際工程人員，本書也可以作為自學教材。
我衷心感謝本書這一版的評閱人，美國康奈爾大學的Mark Campbell，亞利桑那大學的Henry Sodano和艾奧瓦大學的Atul G. Kelkar。最后，我要對副編輯Alice Dworkin女士、高級總編輯Scott Disanno先生及所有參與這項出版計劃的人們，表示誠摯的謝意，感謝他們為本書迅速和高質量的出版所做的工作。
Katsuhiko
Ogata
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