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《“十二五”普通高等教育本科國家級規則規劃教材：自動控制原理基礎教程（第3版）》簡明扼要地闡述了自動控制的基本理論與應用。全書共分九章：前八章著重介紹經典控制理論及應用的主要方面，最後一章介紹現代控制理論中的狀態空間分析及綜合法。
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《"十二五"普通高等教育本科國家級規劃教材?<自動控制原理>立體化教材:自動控制原理基礎教程(第3版)》在數學基礎、控制理論、工程應用及MATLAB仿真方面，具有系統性和統一性，適合工科高等院校使用。《"十二五"普通高等教育本科國家級規劃教材?<自動控制原理>立體化教材:自動控制原理基礎教程(第3版)》2006年被評為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，2012年被評為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。
目次
前言第一章 控制系統導論1-1 自動控制的基本原理1-2 自動控制系統示例1-3 自動控制系統的分類1-4 自動控制系統的基本要求1-5 自動控制系統的分析與設計工具習題第二章 控制系統的數學模型2-1 傅裡葉變換與拉普拉斯變換2-2 控制系統的時域數學模型2-3 控制系統的複數域數學模型2-4 控制系統的結構圖與信號流圖2-5 控制系統建模的MATLAB方法習題第三章 線性系統的時域分析法3-1 系統的時域性能指標3-2 一階系統的時域分析3-3 二階系統的時域分析3-4 高階系統的時域分析3-5 線性系統的穩定性分析3-6 線性系統的穩態誤差計算3-7 線性系統時域分析的MATLAB方法習題第四章 線性系統的根軌跡法4-1 根軌跡法的基本概念4-2 常規根軌跡的繪製法則4-3 廣義根軌跡4-4 系統性能的分析4-5 線性系統根軌跡分析的MATI+AB方法習題第五章 線性系統的頻域分析法5-1 頻率特性5-2 典型環節與開環系統頻率特性5-3 頻域穩定判據5-4 頻域穩定裕度5-5 閉環系統的頻域性能指標5-6 線性系統頻域分析的MATLAB方法習題第六章 線性系統的校正方法6-1 系統的設計與校正問題6-2 常用校正裝置及其特性6-3 串聯校正6-4 前饋校正6-5 線性系統校正的MATLAB方法習題第七章 線性離散系統的分析7-1 離散系統的基本概念7-2 信號的採樣與保持7-3 Z變換理論 7-4 離散系統的數學模型7-5 離散系統的穩定性與穩態誤差7-6 離散系統的動態性能分析7-7 線性離散系統分析的MATLAB方法習題第八章 非線性控制系統分析8-1 非線性控制系統概述8-2 常見非線性特性及其對系統運動的影響8-3 描述函數法8-4 非線性系統分析的MATLAB方法習題第九章 線性系統的狀態空間分析與綜合9-1 線性系統的狀態空間描述9-2 線性系統的可控性與可觀測性9-3 線性定常系統的反饋結構及狀態觀測器9-4 李雅普諾夫穩定性分析9-5 狀態空間分析的MATLAB方法習題參考文獻
書摘/試閱
1.頻率響應法校正設計
在線性控制系統中，常用的校正裝置設計方法有分析法和綜合法兩種。
分析法又稱試探法。用分析法設計校正裝置比較直觀，在物理上易于實現，但要求設計者有一定的工程設計經驗，設計過程帶有試探性。目前工程技術界多采用分析法進行系統設計。
綜合法又稱期望特性法。這種設計方法從閉環系統性能與開環系統特性密切相關這一概念出發，根據規定的性能指標要求確定系統期望的開環特性形狀，然后與系統原有開環特性相比較，從而確定校正方式、校正裝置的形式和參數。綜合法有廣泛的理論意義，但希望的校正裝置傳遞函數可能相當復雜，在物理上難以準確實現。
應當指出，不論是分析法或綜合法，其設計過程一般僅適用于最小相位系統。
在頻域內進行系統設計，是一種間接設計方法，因為設計結果滿足的是一些頻域指標，而不是時域指標。然而，在頻域內進行設計又是一種簡便的方法，在伯德圖上雖然不能嚴格定量地給出系統的動態性能，但卻能方便地根據頻域指標確定校正裝置的參數，特別是對已校正系統的高頻特性有要求時，采用頻域法校正較其他方法更為方便。頻域設計的這種簡便性，是由于開環系統的頻率特性與閉環系統的時間響應有關。一般地說，開環頻率特性的低頻段表征了閉環系統的穩態性能；開環頻率特性的中頻段表征了閉環系統的動態性能；開環頻率特性的高頻段表征了閉環系統的復雜性和噪聲抑制性能。因此，用頻域法設計控制系統的實質，就是在系統中加入頻率特性形狀合適的校正裝置，使開環系統頻率特性形狀變成所期望的形狀：低頻段增益充分大，以保證穩態誤差要求；中頻段對數幅額特性斜率一般為—20dB／dec，并占據充分寬的頻帶，以保證具備適當的相角裕度；高頻段增益盡快減小，以削弱噪聲影響，若系統原有部分高頻段已符合該種要求，則校正時可保持高頻段形狀不變，以簡化校正裝置的形式。
2.串聯超前校正
利用超前網絡或PD控制器進行串聯校正的基本原理，是利用超前網絡或PD控制器的相角超前特性。只要正確地將超前網絡的交接頻率1/（aT）和1/T選在待校正系統截止頻率的兩旁，并適當選擇參數a和T，就可以使已校正系統的截止頻率和相角裕度滿足性能指標的要求，從而改善閉環系統的動態性能。閉環系統的穩態性能要求，可通過選擇已校正系統的開環增益來保證。用頻域法設計無源超前網絡的步驟如下：
1）根據穩態誤差要求，確定開環增益K。
2）利用已確定的開環增益，計算待校正系統的相角裕度。
3）根據截止頻率ω″c的要求，計算超前網絡參數a和T。
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