国家精品课程教材·电子信息学科基础课程系列教材：自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵忠，刘慧英，袁冬莉 等 著，卢京潮 编

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• 自动控制原理
• 控制工程
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• 自动化
• 经典教材
• 信号与系统
• 数学模型
• 控制系统

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302310754

版次：1

商品编码：11189414

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2013-03-01

用纸：胶版纸

页数：424

字数：691000

正文语种：中文

内容简介

　　《国家精品课程教材·电子信息学科基础课程系列教材：自动控制原理》比较全面、系统地介绍了自动控制理论的基本内容和控制系统的分析、校正及综合设计方法。全书共分为8章，主要包括自动控制的基本概念，系统数学模型的建立，用以对控制系统进行分析、校正的时域法、根轨迹法和频域法，线性离散系统的分析与校正方法，分析非线性系统的相平面法和描述函数法以及控制系统的状态空间分析与综合设计方法等内容。全书计算绘图附有相应的MATLAB程序，每章给出了相应的内容提要和知识脉络图，并配有适当的习题；附录中有综合练习题以及各章习题的答案。
　　《国家精品课程教材·电子信息学科基础课程系列教材：自动控制原理》可作为高等学校电子信息科学类、仪器仪表类、电气信息类、自动控制类相关专业的教材，可作为成人教育和继续教育的教材，也可作为科技人员的参考用书。

作者简介

　　卢京潮，工学博士，教授，博士生导师，自动控制原理国家级精品课程负责人，陕西省教学名师。
　　长期从事自动控制原理、系统辨识、模糊控制理论及应用等课程的教学工作。主编出版过普通高等教育“十一五”国家级规划教材《自动控制原理》，参与过《计算机控制系统》，《先进控制理论与方法导论》等教材的编写。主持过多项陕西省和西北工业大学教改项目以及国家自然基金、部级科研项目。在重要国际会议和期刊发表教学和科研论文数十篇。

内页插图

目录

第1章 自动控制的一般概念
1.1 引言
1.2 自动控制理论发展概述
1.3 自动控制和自动控制系统的基本概念
1.3.1 自动控制问题的提出
1.3.2 开环控制系统
1.3.3 闭环控制系统..
1.3.4 开环控制系统与闭环控制系统的比较
1.3.5 复合控制系统
1.4 自动控制系统的基本组成
1.5 控制系统示例
1.6 自动控制系统的分类
1.6.1 恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统
1.6.2 定常系统和时变系统
1.6.3 线性系统和非线性系统
1.6.4 连续系统与离散系统
1.6.5 单变量系统和多变量系统
1.7 对控制系统性能的基本要求
1.8 本课程的研究内容
1.9 小结
习题

第2章 控制系统的数学模型
2.1 引言
2.2 控制系统的时域数学模型
2.2.1 线性元部件、线性系统微分方程的建立
2.2.2 非线性系统微分方程的线性化
2.2.3 线性定常微分方程求解
2.2.4 运动的模态
2.3 控制系统的复域数学模型
2.3.1 传递函数
2.3.2 常用控制元件的传递函数
2.3.3 典型环节
2.3.4 传递函数的标准形式
2.4 控制系统的结构图及其等效变换
2,4.1 结构图
2.4.2 结构图等效变换
2.5 控制系统的信号流图
2.5.1 信号流图
2.5.2 梅逊增益公式
2.6 控制系统的传递函数
2.6.1 系统的开环传递函数
2.6.2 闭环系统的传递函数
2.6.3 闭环系统的误差传递函数
2.7 小结
习题

第3章 线性系统的时域分析与校正
3.1 概述
3.1.1 时域法的作用和特点
3.1.2 时域法常用的典型输入信号
3.1.3 系统的时域性能指标
3.2 一阶系统的时间响应及动态性能
3.2.1 一阶系统传递函数标准形式及单位阶跃响应
3.2.2 阶系统动态性能指标计算
3.2.3 典型输入下一阶系统的响应
3.3 二阶系统的时间响应及动态性能
3.3.1 二阶系统传递函数标准形式及分类
3.3.2 过阻尼二阶系统动态性能指标计算
3.3.3 欠阻尼二阶系统动态性能指标计算
3.3.4 改善二阶系统动态性能的措施
3.3.5 附加闭环零极点对系统动态性能的影响

第4章 根轨迹法
第5章 线性系统的频域分析与校正
第6章 线性离散系统的分析与校正
第7章 非线性控制系统分析
第8章 控制系统的状态空间分析与综合
附录A 拉普拉斯变换及反变换
附录B 常见的无源及有源校正网络
附录C 综合练习题
附录D 习题答案
参考文献

《自动控制原理》—— 探索现代工程的智慧之眼 在日新月异的科技浪潮中，自动控制技术已如空气般渗透到我们生活的方方面面，从日常家用电器到尖端航空航天，无不闪耀着其智慧的光芒。而《自动控制原理》则是一本专为探索这一核心学科而精心打造的权威著作。它并非一本简单的操作手册，而是一次深入探寻系统运行规律、揭示控制本质的学术之旅，旨在为有志于掌握现代工程控制精髓的读者，奠定坚实而深厚的理论基础。 本书内容编排紧凑，逻辑严谨，层层递进，力求让读者在系统性的学习中，逐步构建起对自动控制系统的全面认知。 开篇即是基础：构建认识的基石 本书的起点，并非直接抛出复杂的数学模型，而是从自动控制系统的基本概念和组成入手。我们将首先深入理解什么是“自动控制”，它为何如此重要，以及在现代社会中的广泛应用场景。通过生动形象的实例，例如恒温器如何维持室内温度，飞机如何保持稳定飞行，读者将直观地感受到控制系统的魅力，并认识到其在提升效率、保障安全、优化性能等方面不可替代的作用。 紧接着，我们会系统地介绍一个典型自动控制系统的构成要素：控制器、被控对象、传感器、执行器等。每一个组成部分的功能、特点及其在整个系统中的相互作用，都将得到清晰的阐述。我们还将探讨系统按其结构可以分为开环控制系统和闭环控制系统两大类，并深入分析它们各自的工作原理、优缺点以及适用范围。闭环控制系统，因其能够通过反馈机制实现精确的跟踪和扰动抑制，将成为本书后续深入探讨的重点。 数学建模：将物理世界转化为精确语言 要精确地分析和设计控制系统，必须将其转化为数学语言。本书将带领读者掌握建立系统数学模型的方法。我们将从描述被控对象动态特性的微分方程入手，这是分析和理解系统行为的基础。随后，将介绍如何将这些微分方程转化为传递函数模型，这是一种在频域和复域中分析系统特性的强大工具。我们将详细讲解如何求解传递函数，理解其物理意义，并初步了解不同类型系统的传递函数特征。 此外，我们还将探讨系统的时域分析方法。通过分析系统在不同输入信号（如单位阶跃响应、单位脉冲响应）下的响应行为，我们可以直观地了解系统的动态特性，如稳定性、响应速度、超调量等。这些时域指标对于评估系统的性能至关重要。 系统分析：洞察系统的内在规律 建立模型之后，关键在于如何分析系统的性能。本书将深入探讨系统的稳定性问题，这是控制系统设计中最基本的要求。我们将介绍多种稳定性判断方法，包括代数稳定判据（如劳斯判据）和复域稳定判据（如根轨迹法）。理解并掌握这些方法，将使读者能够准确预测一个系统是否会在外部扰动下趋于失控。 除了稳定性，系统的动态性能同样是衡量控制系统优劣的关键。我们将详细分析系统的动态响应特性，如上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等，并介绍如何通过系统的极点位置来直观地理解这些性能指标。 控制器设计：为系统注入“智慧” 理解了系统的内在规律，下一步便是如何设计控制器来改善系统的性能，使其达到预期的目标。本书将系统介绍几种经典的控制器类型，如比例（P）、积分（I）、微分（D）控制器，以及它们的组合——PID控制器。我们将深入分析P、I、D三种控制作用各自对系统性能的影响，以及如何根据系统特性选择合适的控制器参数（即PID参数整定）。 PID控制器因其结构简单、易于实现且性能优良，在工业界得到了广泛应用。本书将介绍多种PID参数整定方法，包括经验法（如试凑法、Ziegler-Nichols方法）和基于模型的方法，帮助读者掌握实际应用中的调参技巧。 现代控制理论的初步探索 为了满足更复杂、更精密的控制需求，本书还将引导读者初步接触现代控制理论。我们将引入状态空间法的概念，这是一种更为通用的系统描述和分析方法，尤其适用于多输入多输出（MIMO）系统和非线性系统。通过状态方程和输出方程，我们将能够更全面地描述系统的内部状态和外部行为。 基于状态空间方法，我们将介绍能控性和能观性等重要概念，这对于设计状态反馈控制器和观测器至关重要。虽然现代控制理论的深度远不止于此，但本书的介绍将为读者打开一扇通往更广阔控制世界的大门，激发进一步学习的兴趣。 实践与未来展望 贯穿全书，我们将注重理论联系实际，提供丰富的实例分析和习题，帮助读者巩固所学知识，并将其应用于解决实际工程问题。本书旨在培养读者分析问题、解决问题的能力，使其能够独立完成简单的自动控制系统设计任务。 《自动控制原理》不仅仅是一本教材，更是一把钥匙，它将开启你探索现代工程奥秘的大门。掌握了自动控制的原理，你将能更深刻地理解那些驱动现代社会高效运转的“智慧之眼”，为未来的科技创新和工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的版式设计和印刷质量给我留下了深刻的印象，整体感觉非常专业。书页纸张的触感很好，文字印刷清晰，图表也十分精细，这无疑为长时间的阅读提供了良好的基础。我一直对自动控制在解决实际工程问题中的应用感到着迷，尤其是在航空航天、机器人、过程控制等领域，自动控制技术发挥着不可替代的作用。这本书作为一本基础教材，我期待它能在概念的引入上做到深入浅出，为我打下坚实的理论基础。例如，在讲解“系统建模”时，我希望它能涵盖不同类型的系统，并提供相应的建模方法，比如微分方程法、传递函数法等。同时，我也希望能看到书中对不同建模方法的优缺点进行分析，以及在何种情况下选择哪种方法。此外，对于“稳定性分析”，我期待它能详细讲解李雅普诺夫稳定性理论，以及如何应用根轨迹、奈奎斯图、伯德图等频域分析方法来判断系统的稳定性。我尤其关注书中是否会包含一些实际工程案例，通过这些案例来展示自动控制原理在解决实际问题中的应用，这样不仅能加深对理论的理解，还能激发我解决工程问题的兴趣。总而言之，这本书给我的感觉是内容丰富，结构严谨，希望能通过这本书的学习，让我对自动控制原理有一个系统且深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，有一种严谨又不失活力的感觉，字体大小、排版都显得很用心。我一直对自动控制领域充满了好奇，特别是它在现代工业、航空航天、机器人技术等方面的广泛应用，总觉得里面蕴藏着许多智慧和奥秘。这次看到这套“国家精品课程教材·电子信息学科基础课程系列教材”里的《自动控制原理》，就觉得是时候深入了解一下了。拿到书后，我先大致翻阅了一下目录，章节的设置看起来很系统，从最基础的概念引入，到各种控制系统的分析方法，再到时域和频域的响应特性，以及稳定性判据等等，感觉覆盖了一个完整学科的学习路径。虽然我还没有开始深入阅读，但仅仅是目录就让我对本书的深度和广度有了初步的认识。我尤其对其中关于“系统辨识”和“数字控制”的部分比较感兴趣，因为在现代电子信息系统中，这些技术扮演着越来越重要的角色。不知道书中会对这些内容进行多深入的探讨，希望能有理论上的讲解，也希望能有相关的实际案例分析，这样会更有助于理解。总的来说，这本书给我一种“内容扎实，体系完整”的初步印象，期待接下来的阅读能够让我对自动控制原理有一个更深刻、更全面的理解，希望能借此打开通往更广阔自动化世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

收到这本《自动控制原理》后，最先吸引我的是它封面设计的简洁大气，这往往预示着内容的高质量。我对自动控制原理在现代工业自动化中的应用尤为关注。我希望书中能详细介绍“数字控制系统”的设计与分析。这包括离散化方法（如零阶保持器），离散系统的时域和频域分析，以及数字PID控制器的设计。我期待书中能通过详细的数学推导，解释离散化对系统性能的影响，并提供如何在离散域进行根轨迹、频率响应分析的示例。此外，我希望书中能涵盖“现代控制理论”的一些基本内容，例如状态反馈控制的设计，以及如何利用可控性和可观测性来设计控制器和观测器。这本书给我的感觉是“紧跟时代，应用广泛”，相信它能帮助我掌握现代数字控制系统的设计理念与方法。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的书名本身就蕴含着一种权威感，让人对接下来的学习充满期待。自动控制原理在我看来，是连接理论与实践的关键桥梁，它能够让工程师们理解并设计出能够稳定、高效运行的复杂系统。我非常希望书中能够详尽地阐述“PID控制器”的原理及其在实际工程中的应用。这不仅仅是讲解PID的P、I、D三个参数的作用，更希望书中能够深入探讨如何根据具体的系统特性进行参数整定，比如Ziegler-Nichols整定法，以及在实际应用中可能遇到的各种问题和解决方法。此外，对于“模糊控制”和“神经网络控制”等智能控制方法，我也希望能有初步的介绍，了解它们是如何在传统控制理论的基础上，通过引入智能算法来解决一些传统方法难以处理的问题。这本书给我的感觉是“理论实用，方法多样”，期待它能让我对如何设计和优化各种控制系统有更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《自动控制原理》后，我首先感受到的是它作为一本学术著作所具备的厚重感。封面设计虽然朴实，但透露出一种不容置疑的权威性。我对自动控制原理一直抱有浓厚的兴趣，因为它在现代科技发展中扮演着至关重要的角色，从基础的工业自动化到尖端的航空航天技术，都离不开它。我特别期待书中能够详细讲解“根轨迹法”和“频率响应法”这两种经典的系统分析方法。我希望书中不仅会给出这些方法的推导过程和计算步骤，还会通过大量的图示和实例来帮助我理解这些方法的物理意义，以及它们在判断系统稳定性和性能方面的作用。例如，我希望书中能解释根轨迹如何反映系统增益变化对极点位置的影响，以及伯德图和奈奎斯特图是如何通过幅值和相角来揭示系统的动态特性。此外，对于“离散时间系统”和“数字PID控制器”，我也充满期待，因为在现代数字控制时代，这些内容显得尤为重要。这本书给我的感觉是“经典与现代并重”，相信它能为我打开通往自动控制理论殿堂的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名和系列名称都传递出一种严谨、权威的学术风格。我对自动控制原理在动态系统分析中的作用深感好奇。我特别期待书中能够详细讲解“频率响应分析”方法，例如如何绘制系统的伯德图和奈奎斯特图，以及如何利用这些图来判断系统的稳定性、幅值裕度和相角裕度。我希望书中能通过大量的实例，展示这些图形如何直观地反映系统的动态性能。同时，我也对书中关于“系统优化”的内容表示关注，比如如何通过调整控制器参数来达到特定的性能指标，如快速响应、小超调量等。这本书给我的感觉是“分析透彻，性能优化”，相信通过学习，我能掌握一套行之有效的工具，来分析和改进各种自动控制系统的性能，使其达到更优化的运行状态。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体包装非常妥帖，书的质量也很好，纸张和印刷都符合一本优秀教材的标准。我对自动控制这门学科的魅力一直深信不疑，它能够将抽象的数学模型转化为能够稳定运行的工程系统，这本身就是一件充满智慧的事情。我尤其看重教材在讲解“线性系统”和“非线性系统”时的区分度。我希望书中能够清晰地阐述线性系统的分析方法，比如使用传递函数和状态空间描述，并详细介绍各种稳定性判据，如劳斯判据、奈奎斯特判据等。同时，我也期待书中能对非线性系统的分析方法有所涉猎，哪怕是介绍一些基本的概念和分析思路，比如相平面法、李雅普诺夫稳定性等，这对于拓宽我的视野非常有益。此外，关于“控制器设计”的部分，我希望能看到书中对不同类型控制器（如PID、超前/滞后校正等）的设计原理和实现方法有深入的讲解，并提供一些实际的工程应用案例，这样能帮助我更好地理解理论与实践的结合。这本书给我的感觉是“基础牢固，应用导向”，相信能够帮助我掌握自动控制系统的分析与设计技能。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《自动控制原理》后，最让我印象深刻的莫过于其严谨的学术风格和清晰的逻辑结构。作为一本国家精品课程教材，它显然承载了相当高的学术期望，这一点从其厚实的篇幅和细致的章节划分中就能窥见一斑。我尤其欣赏它在引入概念时所采用的循序渐进的方式，似乎能够很好地引导读者从零开始，逐步建立起对自动控制系统的基本认知。例如，它可能会从一个非常简单的物理系统入手，比如一个弹簧-质量-阻尼系统，然后逐步引入传递函数、系统框图等核心概念。这种从具体到抽象，从简单到复杂的教学思路，对于初学者来说无疑是极大的福音。我设想，在讲解过程中，书中应该会穿插大量的数学推导，这对于理解其背后的原理至关重要。当然，我也希望这些推导过程能够清晰明了，并且辅以必要的物理意义解释，避免让读者陷入纯粹的数学运算而迷失方向。此外，对于像“奈奎斯特定理”、“根轨迹法”等经典分析工具，我非常期待书中能够给出详尽的阐述和丰富的例题，帮助我掌握这些分析的精髓。这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本知识的载体，更像是一位循循善诱的导师，引领我一步步探索自动控制的奥秘，让我能够真正理解“控制”的艺术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计风格统一，与同系列教材保持一致，给人一种专业、可靠的感觉。自动控制原理作为电子信息学科的基础，其重要性不言而喻。我一直对“系统辨识”这一课题非常感兴趣，它能够从实际测量数据中建立系统的数学模型，这在许多工程领域都至关重要。我希望书中能够详细介绍系统辨识的常用方法，比如模型结构的选择、参数估计的算法（如最小二乘法），以及模型精度的评估。同时，我也期待书中能涵盖“状态观测器”的设计，因为它在实际系统中，我们往往无法直接测量所有状态变量，需要通过观测器来估计它们。这本书给我的感觉是“理论前沿，实践有力”，我相信通过深入学习，我能对如何从实际数据出发，设计出高性能的自动控制系统有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书脊设计简洁而醒目，书名和系列名称都一目了然，摆在书架上非常有辨识度。我一直认为自动控制原理是现代工程技术的核心之一，它连接了理论与实践，是实现智能化、自动化生产的关键。作为一本电子信息学科的基础课程教材，我特别关注它在数学工具的应用和理论推导的严谨性。我期望书中能够详细介绍拉普拉斯变换、傅里叶变换等在系统分析中的应用，并且能够清晰地展示传递函数、频率响应等概念是如何从基础方程推导出来的。对于像“PID控制器”这样应用最广泛的控制器，我希望书中能详细讲解其工作原理，不同参数的调整对系统性能的影响，以及如何在实际应用中进行整定。同时，我也对书中是否会涉及“状态空间方法”这一更现代的控制理论表示期待，因为在处理多输入多输出系统时，状态空间方法显得尤为重要。这本书给我一种“理论扎实，工具全面”的预感，相信通过学习，我能够掌握分析和设计基本自动控制系统的能力，并为后续更深入的控制理论学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

很好不错！

评分☆☆☆☆☆

还可以，但是纸没有我学校那本厚，书封皮也不是暗纹的了。不知道是印刷版次问题还是啥情况。

评分☆☆☆☆☆

书不错。书不错。书不错。书不错。书不错。

评分☆☆☆☆☆

书有些脏，封面磨损，拿到感觉不开心。

评分☆☆☆☆☆

送货速度挺快的，东西也不错

评分☆☆☆☆☆

很好不错！

评分☆☆☆☆☆

书买错了……而且书来的时候被折了一点，看图。

评分☆☆☆☆☆

书买错了……而且书来的时候被折了一点，看图。

评分☆☆☆☆☆

还可以，但是纸没有我学校那本厚，书封皮也不是暗纹的了。不知道是印刷版次问题还是啥情况。