具体描述
内容简介
本书共分九章。第一章概述自动控制系统的基本概念以及发展的历程；第二章较为全面地描述控制系统各单元的微分方程、传递函数、方块图、状态空间等形式不一的数学模型和模型之间的关系；第三章讨论如何获取控制系统的时域响应和时域性能指标，着重分析了二阶系统的特点；第四章说明了系统的稳定性与稳态误差；第五章与第六章分别给出了根轨迹与频率特性两种图解分析方法；第七章则将连续时间控制系统分析与综合的方法推广应用到线性离散时间控制系统；第八章阐述基于状态空间模型的线性系统理论基础；第九章简单地介绍了非线性系统的基本概念、相平面分析法与描述函数法的基本知识。本书立足自动控制的基础理论与概念，注意到知识的完整性与系统性。因此，不仅可作为自动化类与电气信息类相关专业本科生、研究生相应课程的教材，而且还可以作为广大从事自动控制人员教学、科研的参考书。
目录
第一章 概述第一节 自动控制系统的基本概念
第二节 自动控制系统的基本结构形式
一、开环控制系统
二、闭环控制系统
三、开环与闭环控制系统的比较
第三节 自动控制系统的分类
一、按控制系统的结构分类
二、按系统给定信号的特征分类
三、按系统传输信号的性质分类
四、按系统的输入输出信号的数量分类
五、按系统的数学描述分类
六、按系统的参数是否随时间变化分类
第四节 对自动控制系统的基本要求
一、稳定性
二、瞬态性能
三、稳态误差
第五节 自动控制理论的发展概况
一、早期的自动控制系统
二、经典控制理论
三、现代控制理论
四、大系统控制理论与智能控制理论
第六节 本书的主要内容及结构体系
习题一
第二章 连续时间控制系统的数学模型
第一节 列写动态系统的微分方程
一、几个典型的例子
二、微分方程模型及相似系统
三、动态系统建模举例
第二节 状态及状态空间模型
一、状态空间的基本概念
二、状态空间模型的建立
三、关于状态空间模型的说明
第三节 特殊环节的建模及处理
一、纯滞后
二、分布参数
三、积分
四、高阶
五、非线性环节的线性化处理
第四节 控制系统中其他环节的数学模型
一、控制器的数学模型
二、测量元件的数学模型
三、执行机构的数学模型
第五节 传递函数与方块图
一、基本概念
二、关于传递函数的讨论
三、系统方块图
第六节 信号流图与梅逊公式
一、信号流图的基本构成
二、信号流图的绘制
三、梅逊增益公式
第七节 各种数学模型间的关系
一、由微分方程转换为状态方程
二、由状态空间表达式求传递函数
三、状态变换和状态变换中特征值的不变性
四、由传递函数求状态空间表达式
五、由方块图求系统状态空间表达式
本章小结
习题二
第三章 连续时间控制系统的时域分析
第一节 概述
一、概述
二、典型输入信号
第二节 微分方程的经典求解方法
一、系统的稳态响应求解
二、微分方程的暂态响应求解
三、暂态响应的时间常数
第三节 微分方程的拉氏变换求解方法
第四节 控制系统的性能指标及时域分析
一、控制系统的时域性能指标
二、控制系统的时域分析
第五节 高阶系统的暂态响应
一、高阶系统的阶跃响应
二、高阶系统的闭环主导极点
第六节 常规控制器及其对系统的影响
一、常规控制器的控制规律
二、控制器参数对控制过程的影响
三、测量滞后对控制过程的影响
第七节 状态方程的求解与分析
一、线性定常齐次状态方程的解
二、状态转移矩阵
三、线性定常状态方程的解
四、状态空间模型下的系统输出响应
第八节 被控对象的实验建模
一、常用的实验测试方法
二、输入测试信号
三、实验测试数据的处理
本章小结
习题三
第四章 连续时间控制系统的稳定性与稳态误差
第一节 劳斯稳定判据
一、稳定性
二、劳斯判据
三、劳斯判据的应用
四、赫尔维茨判据
第二节 反馈控制系统的稳态误差
一、稳态误差
二、反馈控制系统的“型”
三、稳态误差系数
第三节 等效单位负反馈系统
本章小结
习题四
第五章 根轨迹分析法
第一节 概述
一、根轨迹概念
二、闭环零、极点和开环零、极点之间的关系
三、根轨迹方程
第二节 根轨迹的绘制方法
第三节 广义根轨迹
一、参数根轨迹
二、零度根轨迹
三、纯滞后系统的根轨迹
第四节 基于根轨迹的系统性能分析
一、开环极点对系统性能的影响
二、开环零点对系统性能的影响
三、增益K的选取
第五节 基于根轨迹的系统补偿器设计
一、超前补偿器的设计
二、滞后补偿器的设计
三、PID控制器的设计
本章小结
习题五
第六章 频率特性分析法
第一节 概述
第二节 频率特性及其图示法
一、频率特性的定义
二、频率特性的图示法
第三节 开环系统典型环节分解和频率特性曲线的绘制
一、开环系统典型环节分解
二、典型环节的幅相曲线绘制
三、系统的开环幅相曲线绘制
四、典型环节Bode图的绘制
五、开环对数频率特性曲线绘制
六、由频域实验确定系统传递函数
第四节 奈奎斯特（Nyquist）稳定性判据
一、Nyquist稳定性判据
二、Nyquist稳定性判据的应用
三、稳定裕度
第五节 基于频率响应的补偿器设计
一、频域指标与时域指标的关系
二、超前补偿器的设计
三、滞后补偿器的设计
第六节 系统的闭环频率响应
一、闭环频率特性
二、等M圆
三、等N圆
本章小结
习题六
第七章 线性离散时间控制系统分析与综合
第一节 采样过程与采样定理
一、采样过程的数学描述
二、采样信号的频谱分析
三、采样定理
四、采样信号的复现
第二节 Z变换基础
一、Z变换
二、Z变换的几个性质
三、Z反变换
四、改进Z变换
五、Z变换的局限性
第三节 线性离散系统的数学描述及求解
一、差分方程及其求解
二、脉冲传递函数
三、离散系统的状态空间模型
第四节 离散系统的分析与设计
一、离散系统的稳定性
二、基于z域的分析与设计
三、基于频率特性的分析与设计
第五节 数字控制系统简介
一、基于连续系统的分析与设计
二、基于离散系统的分析与设计
本章小结
习题七
第八章 线性定常系统的状态空间分析法
第一节 线性定常连续系统的能控性和能观性
一、直观理解
二、能控性定义和能观性定义
三、能控性判别
四、能观性判别
五、对偶原理
第二节 线性定常连续系统的线性变换与结构分解
一、非奇异线性变换
二、状态空间的几种标准型式
三、结构分解
四、状态空间描述与传递函数描述的关系
第三节 线性定常连续系统的状态反馈控制
一、状态反馈控制的基本概念
二、闭环线性系统的能控性与能观性
三、状态反馈极点配置
四、状态反馈镇定
第四节 最优控制
一、最优控制概述
二、线性系统二次型最优控制问题
三、状态调节器
第五节 线性定常连续系统的状态观测器
一、状态观测器
二、降维状态观测器
三、状态观测反馈系统（分离定理）
第六节 线性定常离散系统的状态空间分析法
一、离散系统的能控性
二、离散系统的能观性
三、连续系统与离散系统的关联与区别
四、连续动态系统离散化后的能控性与能观性
第七节 内模控制器设计
本章小结
习题八
第九章 非线性系统分析
第一节 控制系统中的典型非线性特性
一、典型非线性特性
二、非线性控制系统的特殊性
三、非线性控制系统的分析方法
第二节 相平面法
一、相平面的基本概念
二、相轨迹的性质
三、相轨迹的绘制
四、二阶线性系统的相轨迹
五、非线性系统的相轨迹
六、由相轨迹求时间解
七、相平面分析
第三节 描述函数法
一、描述函数的概念
二、典型非线性特性的描述函数
三、描述函数分析法
第四节 李雅普诺夫稳定性分析
一、自治系统及其平衡状态
二、李雅普诺夫稳定性定义
三、李雅普诺夫稳定性的间接判别法
四、李雅普诺夫稳定性的直接判别法
五、线性连续定常系统的李雅普诺夫稳定性分析
六、离散系统的李雅普诺夫稳定性分析
本章小结
习题九
附录 拉普拉斯变换
参考文献
精彩书摘
“控制”是个常用词，在人们日常生活与工作中出现的频率非常高。现代汉语词典对其所作的解释是：“掌握住对象不使其任意活动或超出范围；或使其按控制者的意愿活动”。在本教材中，“控制”往往是指通过对某个装置或生产过程的某个或某些物理量进行操作，以达到使某个变量保持恒定或沿某个预设轨迹运动的一个动态过程。例如，对房间室内温度与湿度、电机的转速、锅炉的压力、机器人的动作、航天器的发射轨迹等的控制。在这些控制问题中，房屋、电机、锅炉、机器人、航天器等被称为被控对象；室内温度与湿度、电机转速、锅炉压力、航天器发射角度与速度等是控制的目的，称为被控变量（简称被控量）；人们在控制过程中操纵的那些物理量则被称为控制变量（简称控制量）或操纵变量。那么，什么是控制系统呢？简单地说，就是为了达到某种“目标”设计并按照人们意愿予以实施的一套系统。例如，城市道路交叉口的红绿灯信号控制系统控制着各个方向的车辆，保证城市交通的安全与通畅。控制系统中的基本要素应该包含：①被控变量，也就是控制系统的目标；②被控对象；③检测传感器，通过它知道被控对象当前状态；④控制器，体现设计者意愿的控制策略；⑤执行机构，实现控制目标的手段，如果控制系统在启动工作之后不再需要人工干预而能自动地完成预先设置的任务，称该系统是自动控制系统；否则为手动（或称人工）控制系统。比如说，同为道路交叉口的交通系统，由交警指挥车辆通行是典型的人工控制系统；而若采用信号灯自动控制，则为自动控制系统。
……
用户评价
这本书的编排逻辑和内容深度，绝对是为那些想真正理解自动控制原理的读者量身定做的。我之前看过的其他书籍，要么过于理论化，充斥着让人望而却步的公式推导，要么就是浅尝辄止，讲不到点子上。但这本书不同，它从最基础的概念入手，循序渐进地引导读者深入。一开始，作者会详细讲解系统的建模，如何用数学语言描述一个物理过程，这一点非常关键。因为只有把现实世界的问题“翻译”成数学模型，我们才能进行分析和控制。书中对线性系统和非线性系统的区分，以及各自的特点，也讲得非常清楚。特别是对非线性系统，作者并没有回避其复杂性，而是通过一些典型的例子，展示了如何去理解和处理这些看似棘手的非线性特性。我印象最深的是关于“鲁棒性”的讨论。一个好的控制系统，不仅要在理想条件下工作良好，还要在外界干扰或者系统参数发生变化时，依然能够保持稳定和性能。这一点在现实工程中至关重要，因为现实世界从来不是完美的。书中通过一些失效分析的案例，让我认识到鲁棒性设计的重要性，也启发了我如何去思考一个系统设计的健壮性。此外，书中对状态空间方法和传递函数方法的对比分析，也让我对不同分析工具的应用场景有了更清晰的认识。不再是生搬硬套，而是能根据具体问题选择最合适的工具。
评分这本书的学术严谨性和内容深度，绝对是学习自动控制原理的典范。作者在讲解每一个概念时，都会严谨地给出数学定义和推导过程，但同时又善于用形象的比喻和图解来辅助理解，使得理论知识不再是冰冷的公式堆砌。我印象最深刻的是关于“根轨迹法”的讲解。它能够直观地展示闭环系统极点随开环增益变化的轨迹，这对于分析系统的稳定性，以及如何通过调整增益来改善系统的动态性能，提供了非常有效的工具。书中对“频率响应法”的讲解也同样出色，通过伯德图和奈奎斯特图，我们可以从频域的角度深入理解系统的动态特性，并为控制器设计提供重要的依据。我特别欣赏书中关于“根轨迹法”和“频率响应法”的对比分析，让我能够更清晰地认识到这两种方法的优劣势，以及在不同场景下的适用性。此外，书中对“PID控制器”的设计和整定方法的详细介绍，也为我解决实际工程问题提供了宝贵的经验。
评分这是一本让我彻底颠覆了对“自动化”固有认知的好书。我之前以为自动化就是一些机械手臂在流水线上重复动作，但这本书让我看到了自动化更深层的原理和更广阔的应用。作者从“系统”的定义和分类开始，为我建立了一个清晰的认知框架。我对“动态系统”的概念有了全新的理解，了解到系统是如何随时间演变的，以及如何通过控制来影响它的演变过程。书中对“反馈控制”的深入剖析，让我认识到反馈在维持系统稳定性和提高系统性能方面的关键作用。用一个简单的例子来说，就像我们骑自行车，需要不断地通过眼睛和身体感知来调整方向和平衡，这就是一种反馈。而书中的各种控制算法，就是将这种反馈机制数学化、系统化。我特别喜欢书中关于“状态空间分析”的介绍，它提供了一种更全面的视角来描述和分析系统，尤其是在处理多输入多输出的复杂系统时，优势更加明显。书中对“能控性”和“能观性”的讲解，也让我理解了判断一个系统是否能够被有效控制和观测的重要性。
评分对于我来说，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本“解惑书”。我一直对“系统”这个概念感到好奇，一个系统是如何工作的？又是如何被控制的？这本书给了我非常清晰的解答。作者从“系统的基本构成”入手，详细阐述了输入、输出、状态、控制器、被控对象等核心要素，并用大量的图示来帮助我们理解它们之间的关系。特别是关于“传递函数”和“微分方程”的对比讲解，让我对不同数学模型在描述系统时的侧重点有了更深入的理解。书中对“稳定性”的探讨，更是贯穿始终，让我认识到稳定性的重要性，并了解了多种判断系统稳定性的方法，如代数判据、根轨迹法、频率响应法等。这些方法各具特色，适用于不同的分析场景，为我提供了多种解决问题的工具。我非常欣赏书中对于“控制器设计”的详尽讲解，从最基本的P、PI、PID控制器，到更复杂的补偿器设计，作者都提供了清晰的设计步骤和设计思路。特别是关于如何根据性能指标来选择合适的控制器参数，这一部分对我非常有启发。例如，在设计PID控制器时，如何权衡超调量、调节时间和稳态误差，书中给出了具体的指导。
评分这是一本真正意义上的“指导性”教材。它不仅仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“怎么做”。书中对于如何分析系统的稳定性，如何设计控制器，如何评估系统的性能，都给出了非常详细的步骤和方法。我之前在学习过程中，常常会遇到“知道原理，但不知道如何下手”的困境，但这本书恰恰解决了我的这个痛点。它提供的具体方法和工具，让我能够将理论知识转化为实际行动。我特别欣赏书中关于“根轨迹法”的讲解，它不仅解释了原理，更给出了如何绘制根轨迹图，以及如何从根轨迹图中分析系统稳定性的具体步骤，这对我来说是极大的帮助。此外，书中对“PID控制器”的整定方法，也提供了多种选择，如试凑法、临界比例法、模糊整定法等，让我们可以根据实际情况选择最适合的方法。这本书的案例也非常丰富，涵盖了多个工程领域，这为我提供了解决实际工程问题的思路和方法。
评分这本书的内容结构非常合理，逻辑清晰，循序渐进。从最基础的系统建模，到复杂的控制器设计，每一个环节都讲解得非常透彻。我之前对“系统辨识”这一概念了解不多，但通过这本书，我才明白它在实际工程中的重要性，以及如何通过各种方法从实验数据中辨识出系统的模型。书中对“PID控制器”的详细讲解，让我认识到它在工程中的广泛应用，以及如何根据实际需求来整定PID参数，以达到最佳的控制效果。我尤其喜欢书中关于“非线性系统”的介绍，虽然非线性系统比线性系统复杂得多，但作者通过一些典型的例子，让我对非线性系统的特点有了初步的认识，并了解了一些处理非线性系统的方法。这本书不仅注重理论知识的传授，更注重实际工程应用。书中提供的各种工程案例，都具有很强的代表性，让我能够将所学的理论知识应用到实际工程问题中。
评分这本书给我最大的感受就是“通俗易懂”与“深入精辟”的完美结合。作为一本教材，它显然是面向专业学生的，但我作为一个非专业的爱好者，也从中受益匪浅。作者并没有一开始就抛出大量晦涩难懂的数学公式，而是先从一些大家都能理解的现象入手，比如“自动调温器”、“自动驾驶”等等，来引入自动控制的基本概念。这种“润物细无声”的引导方式，让我没有产生畏难情绪，而是很自然地被吸引进去。书中对“稳态误差”、“动态响应”等基本性能指标的讲解，用图示和比喻都非常到位，让我能够清晰地理解不同控制策略对系统性能的影响。例如，在讲到比例控制时，作者会用一个简单的比喻说明它能加速系统的响应，但可能存在稳态误差；讲到积分控制时，又会说明它能消除稳态误差，但可能会降低系统的响应速度和稳定性。这种权衡和取舍的讲解，让我对控制系统的设计有了更深刻的认识。我特别喜欢书中关于“奈奎斯特稳定性判据”的讲解，虽然这个概念听起来有点吓人，但作者通过图示和清晰的逻辑，一步步地引导我理解了其背后的原理，并且能够利用它来分析系统的稳定性。这种将复杂概念变得简单化的能力，是这本书最大的亮点之一。
评分坦白说，我一开始是被这本书的“国家级特色专业系列规划教材”这个 title 吸引的，总觉得官方认证的教材一定有其过人之处。读完之后，我不得不承认，它确实不负所望。这本书的特点在于，它非常注重理论的严谨性和方法的系统性。作者在讲解每一个概念时，都会追溯其本源，并给出严谨的数学推导。但这并不意味着它枯燥乏味，相反，作者善于用一些精心设计的图示和比喻来辅助理解，让那些复杂的公式变得不再那么令人生畏。例如，书中关于“频率响应”的分析，通过伯德图和奈奎斯特图的介绍，让我们可以从频域的角度去理解系统的动态特性，这对于优化系统的幅值和相位裕度，从而提高系统的稳定性和动态性能，有着非常重要的指导意义。我特别喜欢书中关于“根轨迹”法的讲解，它能够直观地展示闭环系统极点随着开环增益的变化而变化的情况，这对于我们分析系统的稳定性边界和设计控制器参数非常有帮助。书中还详细介绍了各种典型控制器（如比例、积分、微分控制器）的设计原理和应用，以及如何通过组合这些基本单元来构建更复杂的控制器，以满足不同的性能要求。这种由简入繁、由表及里的讲解方式，让我在掌握基本原理的同时，也能逐步提升到更高级的工程应用层面。
评分这本书简直打开了我新世界的大门！之前对自动控制原理一直停留在模糊的概念层面，总觉得它高深莫测，离我们的日常生活很远。但读了这本书之后，我才发现，原来“自动”这两个字渗透在生活的方方面面，从家里的空调恒温器，到工厂里精准运行的机器人手臂，再到飞机上稳定飞行的自动驾驶系统，背后都离不开这些原理的支撑。作者用一种非常生动形象的方式，把那些抽象的数学模型和物理概念解释得浅显易懂。比如，书中关于“反馈”的讲解，我通过一个简单的水壶烧水例子就彻底理解了。水开了，温度传感器会检测到，然后发出信号停止加热，这个过程就像我们生活中的自我调整，不断修正，达到目标。书中还深入剖析了系统的稳定性问题，这一点对我触动很大。一个不稳定的系统，轻则效率低下，重则可能造成灾难性的后果。这让我联想到我们学习和工作中的一些状态，如果不能保持稳定和持续的改进，很容易陷入停滞不前甚至恶性循环。书中关于不同控制算法的介绍，也让我对如何优化和设计控制系统有了更深的认识。不再是简单的“开”和“关”，而是有PID控制、模糊控制等等，每种方法都有其独特的优势和适用场景。这种多角度的分析，让我觉得作者对自动控制原理的理解是相当全面和深入的。而且，书中提供的丰富案例，更是将理论与实践紧密结合，让我能直观地感受到这些原理在现实世界中的应用，真的非常实用！
评分作为一个有一定实践经验的工程师，我发现这本书对于提升我的工程能力有着非常大的帮助。它不仅仅停留在理论层面，更是将理论知识转化为解决实际问题的工具。书中提供的许多算法和分析方法，都具有很强的可操作性。例如，在系统辨识章节，作者详细介绍了如何从实际测量的数据中辨识出系统的模型，这对于我们处理那些难以直接建模的复杂系统非常有价值。书中还包含了大量的工程实例，涵盖了机械、电气、航空航天等多个领域，这些案例不仅展示了自动控制原理的广泛应用，更重要的是，它们为我们提供了解决类似工程问题的思路和方法。我尤其欣赏书中关于“抗干扰”和“容错控制”的讨论。在实际工程中，各种干扰和故障是难以避免的，如何设计出能够抵抗这些不利因素的控制系统，是衡量一个系统优劣的重要标准。书中提供的这些先进的控制策略，为我打开了新的思路。此外，书中关于数值仿真的介绍，也让我认识到计算机在现代控制工程中的重要作用。通过仿真，我们可以高效地验证控制算法的设计，并对系统进行优化，极大地缩短了研发周期。
评分还不错，不错不错不错不错
评分还不错，不错不错不错不错
评分印刷效果还不错，但因为外包装严重破损；书都被弄的又破又皱，因为放在的是自提柜，只好将就用了。
评分书拿到侯很失望，第一印象是质量比较差，拿给几个同学看也认为是盗版，京东客服一直强调是正版，我也没有其他渠道证明，只能客观的说从外观、纸质和裁剪来看我更倾向于认为是盗版。即使把是否正版的问题放在一边，我觉得花*买一本这个质量（非内容质量）的书不值得。早知道是这样还不如买*的。下面有照片大家自己判断。ps:我觉得比较可笑的是在京东知道我的问题后打电话给我，我能指出他书的问题但京东只是一味的说自己是正品，并不能提供有力的证明。我没有选择退货，因为如果犯错了是要付代价的，如果你认为没有错那我就把事实摆出了大家自己判断。我们总是抱怨网上假货多，那是因为消费者无作为。大家总认为盗版是因为消费者想免费或花跟少的钱买到商品，但是以前下载歌曲都免费，现在大部分收费，难道消费者想花钱下载音乐吗？至少我不怎么想
评分印刷效果还不错，但因为外包装严重破损；书都被弄的又破又皱，因为放在的是自提柜，只好将就用了。
评分还不错，不错不错不错不错
评分印刷效果还不错，但因为外包装严重破损；书都被弄的又破又皱，因为放在的是自提柜，只好将就用了。
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