本书是根据全国高等工科院校自动化类专业“自动控制原理”课程教学大纲的要求编写的。全书共8章，前6章讲述线性连续系统的时域分析、根轨迹分析和频域分析，以及系统的综合校正；第7章介绍线性离散系统的基本理论、分析与综合方法；第8章介绍非线性系统的相关理论，包括描述函式法和相平面法。大部分章节都包含了MATLAB辅助控制系统分析和设计的方法。每章均有小结、示例及习题，有助于对基本概念的理解与基本方法的运用。

本书可作为高等工科院校自动化、电气工程与自动化、测控技术与仪器、电子信息工程、机械工程及自动化、计算机科学与技术等专业的本科教材或参考书，也可供自动化工程技术人员学习参考。

第1章 自动控制系统概述

1.1 引言

1.2 自动控制系统的基本概念

1.3 控制系统的基本结构形式

1.3.1 开环控制系统

1.3.2 闭环控制系统

1.3.3 複合控制系统

1.4 闭环控制系统的组成和基本环节

1.5 自动控制系统分类

1.5.1 按控制系统元件特性分类

1.5.2 按控制系统信号形式分类

1.5.3 按输入量的变化形式分类

1.6 对自动控制系统的基本要求

1.6.1 稳定性

1.6.2 準确性

1.6.3 快速性

小结

习题

第2章 自动控制系统的数学模型

2.1 动态微分方程的建立

2.1.1 系统微分方程的描述

2.1.2 系统微分方程的建立

2.2 非线性数学模型的线性化

2.3 传递函式

2.3.1 传递函式的定义

2.3.2 典型环节的传递函式及暂态特性

2.4 系统动态结构图

2.5 系统传递函式和结构图的等效变换

2.5.1 典型连线的等效传递函式

2.5.2 相加点及分支点的变位运算

2.5.3 系统开环传递函式

2.5.4 系统闭环传递函式

2.5.5 系统对给定作用和扰动作用的传递函式

2.6 信号流图

2.6.1 信号流图中的术语

2.6.2 信号流图的绘製

2.6.3 信号流图的性质

2.6.4 信号流图的基本简化法则

2.6.5 梅逊公式

2.7 用MATLAB求解线性微分方程和化简系统方框图

2.7.1 MATLAB中数学模型的表示

2.7.2 用MATLAB求解线性微分方程

2.7.3 MATLAB在系统方框图化简中的套用

小结

习题

第3章 自动控制系统的时域分析法

3.1 系统的典型输入信号

3.1.1 阶跃信号(位置信号)

3.1.2 斜坡信号(速度信号)

3.1.3 抛物线信号(加速度信号)

3.1.4 脉冲信号

3.1.5 正弦信号

3.2 一阶系统的动态回响

3.2.1 一阶系统的数学模型

3.2.2 一阶系统的单位阶跃回响

3.3 二阶系统的阶跃回响

3.3.1 二阶系统的数学模型

3.3.2 二阶系统的阶跃回响

3.3.3 二阶系统暂态特性指标

3.3.4 二阶工程最佳参数

3.3.5 二阶系统性能的改善

3.4 高阶系统的时域分析

3.4.1 高阶系统单位阶跃回响特性

3.4.2 高阶系统的几个重要概念

3.5 控制系统的稳定性及代数稳定判据

3.5.1 稳定性的基本概念

3.5.2 线性定常系统稳定的充分必要条件

3.5.3 劳斯(Routh)稳定性判据

3.5.4 劳斯判据的套用

3.6 控制系统的稳态特性——稳态误差分析

3.6.1 稳态误差和控制系统类型

3.6.2 稳态误差係数和稳态误差的计算

3.6.3 动态误差係数

3.6.4 扰动稳态误差

3.6.5 减小稳态误差的方法

3.7 线性系统时域分析的MATLAB仿真方法

小结

习题

第4章 根轨迹法

第5章 自动控制系统的频域分析法

第6章 控制系统的校正及综合

第7章 线性离散系统的理论基础

第8章 非线性系统分析

附录A 常用时间函式的拉氏变换及Z变换对照表

参考文献