本書是“十三五”江蘇省高等學校重點教材。
本書較全面、系統地介紹了“控制工程基礎”課程的基本內容，并注重對基本理論、基本概念和基本分析方法的闡述。內容包括緒論、線性控制系統的運動方程及模型、線性系統的時域和頻域分析方法、閉環控制系統的穩定性分析、閉環控制系統的誤差分析、自動控制系統的校正、控制系統實例、拉普拉斯變換、MATLAB在控制系統中的應用等。
全書內容豐富，層次分明，能滿足理工科高等院校相關專業的教學需要。教材內容理論聯系實際，敘述重點突出，說理深入淺出，文字簡練流暢，易于自學。重要知識點配有視頻(可掃描二維碼獲取)，旨在幫助學生加深對基本概念的理解和提高分析、綜合問題的能力。
本書可作為高等院校本科機械、電子、計算機、通信、化工、儀器儀表、建筑環境、汽車等非自動化類專業學生的“控制工程基礎”課程教材，同時也可作為自動控制專業經典控制理論課程的相應教材，也可供從事控制工程的科技人員參考。
體現工程應用實例，配套視頻資源
前言本書是“十三五”江蘇省高等學校重點教材。
自動控制理論作為一門科學，自它誕生之日起就顯示出了強大的生命力。科學技術日新月異的發展，為自動控制理論的廣泛應用提供了完備和有效的技術手段，使自動控制理論不斷展現出新的活力和生機。在國家實施以信息化帶動工業化，走新型工業化道路的戰略，實現制造業數字化、網絡化、智能化的過程中，以自動控制理論為理論指導的自動化技術無疑將起著重要的橋梁和紐帶作用。
本書主要面向機械、電子、計算機、通信、化工、儀器儀表、建筑環境、汽車等非自動化類專業學生，從應用角度深入淺出地介紹自動控制的基本原理，沿著自動控制理論發展的歷程進行介紹。本書是在汲取國內外同類教材的優點并結合編者多年的教學實踐基礎上編寫的。
本書主要有三個方面的特點：
（1）章節結構體系。以時域分析法、根軌跡法、頻率分析法為主線，將三種分析方法獨立成章；將判斷穩定性的各類判據合為一章；集中介紹軟件應用，將“MATLAB在控制系統中的應用”在附錄中作為專題論述，便于讀者查閱。本書知識構成和結構體系合理，便于學習和閱讀。
（2）工程實例。除了有與工程應用緊密結合、具有代表性的例題和習題外，增設一章“控制系統實例”，涉及電氣、暖通、生物等各個方面，便于相關專業的學生進一步了解。
（3）網絡應用。為適應學時減少、內容不減但基礎知識需加強帶來的教學困惑，本書將部分重要的知識點、例題、習題制成小視頻并結合二維碼以便學生掃碼學習。
本書由江蘇大學“控制工程基礎”教學團隊組織編寫，由朱孝勇、傅海軍、凌智勇、陳匯龍、吉奕、王博負責編寫，并由朱孝勇、傅海軍任主編，并負責全書的統稿。在本書的內容策劃與撰寫過程中，浙江工業大學國家級教學名師王萬良教授等給予了熱情的支持與幫助，并提出了許多寶貴的意見，在此表示衷心的感謝。
本書是江蘇省高等教育教改研究課題（2017JSJG）和江蘇大學高等教育教改研究課題（2017JGYB045）的研究成果之一，并受到江蘇高校優勢學科建設工程項目（PADA）的資助。
在本書的編寫過程中，機械工業出版社、江蘇大學給予了大力支持和幫助在此深表謝意。
限于編者水平，書中難免存在問題和不足之處，懇請廣大讀者批評指正。聯系郵箱為hjfu21@126.com。
編者
目錄
前言
第1章緒論
1.1自動控制理論的發展概述
1.2控制系統工作原理
1.3自動控制系統的類型
1.3.1按信號流向劃分
1.3.2按輸入信號的特征分類
1.3.3按描述元件的動態方程分類
1.3.4按信號的傳遞是否連續分類
1.3.5按系統的參數是否隨時間變化分類
1.4自動控制系統的基本要求
1.4.1穩定性
1.4.2快速性
1.4.3穩態性能
1.5小結
1.6習題
第2章線性控制系統的運動方程及模型
2.1控制系統的時域數學模型
2.1.1線性系統微分方程的建立
2.1.2線性系統的重要特征
2.1.3非線性微分方程的線性化
2.1.4運動的模態
2.2控制系統的傳遞函數
2.2.1傳遞函數的概念
2.2.2關于傳遞函數的幾點說明
2.2.3典型環節及其傳遞函數
2.3控制系統的結構圖（框圖）
2.3.1結構圖的組成和建立
2.3.2結構圖的等效變換和簡化
2.3.3典型閉環控制系統的結構圖及其傳遞函數
2.4信號流圖
2.4.1信號流圖的概念
2.4.2梅森公式
2.5小結
2.6習題
第3章線性系統的時域和頻域分析方法
3.1線性系統的時域分析法
3.1.1典型輸入信號
3.1.2線性系統的時域分析
3.1.3二階系統的瞬態性能指標
3.2線性系統的根軌跡分析法
3.2.1根軌跡的概念
3.2.2幅值條件和相角條件
3.2.3繪制根軌跡的基本法則
3.2.4根軌跡法分析系統的性能
3.2.5增加開環零極點對根軌跡的影響
3.2.6增加開環偶極子對根軌跡的影響
3.3線性系統的頻域分析法
3.3.1頻率特性的基本概念
3.3.2頻率特性的圖示方法
3.3.3典型環節的頻率特性
3.3.4系統的開環頻率特性
3.3.5最小相位系統、非最小相位系統
3.4小結
3.5習題
第4章閉環控制系統的穩定性分析
4.1穩定性和勞斯判據
4.1.1穩定性的基本概念
4.1.2線性系統穩定的充要條件
4.1.3勞斯穩定判據
4.1.4勞斯判據的應用
4.2輻角定理和奈奎斯特穩定判據
4.2.1輻角定理
4.2.2奈奎斯特穩定判據
4.2.3奈奎斯特穩定判據的應用
4.3伯德圖的穩定性分析
4.4基于頻率特性的性能分析與優化
4.4.1幅值裕度
4.4.2相角裕度
4.4.3利用開環頻率特性分析系統性能
4.5控制系統的閉環頻率特性
4.5.1用向量法求閉環頻率特性
4.5.2等M圓圖和等N圓圖
4.5.3尼柯爾斯圖
4.5.4利用閉環幅頻特性分析和估算系統的性能
4.6小結
4.7習題
第5章閉環控制系統的誤差分析
5.1穩態誤差分析
5.1.1穩態誤差的定義
5.1.2控制系統的型別
5.1.3給定輸入作用下系統的穩態誤差
5.1.4擾動輸入作用下系統的穩態誤差
5.2穩態誤差與對數幅頻特性曲線的關系
5.2.1穩態位置誤差系數的確定
5.2.2穩態速度誤差系數的確定
5.2.3穩態加速度誤差系數的確定
5.2.4降低穩態誤差的方法
5.3小結
5.4習題
第6章自動控制系統的校正
6.1控制系統校正的基本概念
6.1.1校正方式
6.1.2性能指標
6.1.3設計方法
6.1.4基本控制規律
6.2串聯校正裝置及其特性
6.3串聯校正的設計
6.3.1串聯校正的頻域法設計
6.3.2串聯校正的根軌跡法設計
6.3.3串聯校正的期望對數頻率特性設計法
6.4反饋校正的設計
6.4.1反饋校正裝置對系統特性的影響
6.4.2反饋校正裝置的設計方法
6.4.3反饋校正的特點
6.5復合控制校正
6.6小結
6.7習題
第7章控制系統實例
7.1直流電動機的控制
7.1.1電樞控制
7.1.2磁場控制
7.1.3直流電動機的反饋控制
7.2樓宇電梯的拖動控制系統
7.3分體單冷空調自動控制系統
7.3.1分體單冷空調的基本工作原理
7.3.2分體單冷空調自動控制系統結構
7.4鍋爐設備的控制
7.4.1汽包水位控制
7.4.2蒸汽過熱系統的控制
7.4.3鍋爐燃燒過程的控制
7.5青霉素發酵過程MLS-SVM逆系統內模控制
7.6液壓控制系統
7.6.1液壓控制系統的建模過程
7.6.2液壓基本元件的數學描述
7.6.3液壓位置控制系統的建模
7.6.4液壓速度控制系統建模
附錄
附錄A拉普拉斯變換
A.1拉普拉斯變換的定義
A.2拉普拉斯變換的基本性質
A.3拉普拉斯反變換
附錄BMATLAB在控制系統中的應用
B.1用MATLAB建立傳遞函數模型
B.2利用MALTAB進行時域分析
附錄C部分重要術語
附錄D部分習題答案
參考文獻
新書資訊