随着工业生产和科学技术的发展,自动控制技术已经广泛深入地应用于工农业生产、交通运输、国防现代化和航空航天等许多领域。自动控制原理作为工科院校重要的技术基础课,不仅对工程技术有指导作用,而且对培养学生的辩证思维能力,建立理论联系实际的科学观点和提高综合分析问题的能力,都具有重要的作用。深入理解、掌握自动控制原理课程的概念、思想和方法,对于学生日后解决实际控制工程问题,掌握控制理论其他学科领域的知识,都是必备的基础。
本书是在西北工业大学出版社出版的,被列为普通高等教育“十一五”国家级规划教材的《自动控制原理》(第2版)教材基础上,经过重新修订、更新而完成的。
本书比较全面地阐述了自动控制的基本原理,系统地介绍了自动控制系统分析和综合设计的基本方法。全书共分8章。前5章涉及线性定常连续系统的理论,具体包括自动控制的一般概念,描述系统的数学模型及其建立方法,用于系统分析、校正的时域法、根轨迹法和频域法。详细讨论了系统稳定性、快速性、准确性的定量计算与系统反馈、前馈校正方法; 介绍了根轨迹的绘制法则以及利用根轨迹分析系统性能的方法; 系统讲述了频率特性的绘制、频域中的稳定判据、性能分析以及串联校正方法。第6章是线性定常离散系统理论,介绍z变换理论和描述离散系统的数学模型,讲述分析离散系统性能的方法,讨论数字控制器的模拟化校正实现方法和数字校正设计方法。第7章属于非线性控制理论,介绍分析非线性系统的相平面法和描述函数法。第8章讲述现代控制理论中的状态空间分析与综合设计方法,系统介绍了控制系统的状态空间描述,运动分析,稳定性分析,可控性、可观测性以及极点配置和状态观测器设计等内容。
书中的计算绘图附有相应的MATLAB程序,各章配有适量的习题,以配合课堂教学,帮助读者准确理解有关概念,掌握解题方法和技巧,检验计算结果。每章之后的小结中给出了相应的内容提要和知识脉络图,帮助读者把握章节的要点和课程的体系结构。附录中有拉普拉斯变换、综合练习题及各章习题答案。
本书详细地阐述了课程的重点内容,删除了工程中不常用的扩展部分; 以基本内容为主线,注重基本概念和原理的讲解,突出工程实用方法,在有些理论性较强的部分和主要的设计方法上作了较详细的分析与讨论。本书仍保持了论述系统、严谨,论证周密,理论性、系统性强; 例题、习题丰富,配合基本概念,易于理解,又紧密结合工程实际,便于自学掌握和应用等显著特点。
本书由卢京潮主编,参加修订工作的有: 刘慧英(第2章(部分))、贾秋玲(第3章)、袁冬莉(第4、5章)、赵忠(第8章)、卢京潮(第1、2(部分)、6、7章及附录)。宛良信教授仔细审阅了全书并提出了宝贵的修改意见。
本书修订过程中,参考了许多院校老师们编写的教科书和习题集,得到了学校教务处、清华大学出版社等有关同志的大力帮助。在此,谨向关心并为本书的修订、出版付出辛勤劳动的所有同志表示深深的谢意!
由于作者水平有限,书中难免出现错误及不妥之处,恳请各位读者、同行批评指正。
编者2012年12月于西北工业大学
