本书共分为六章和三个附录。第一章介绍自动控制的基本概念；第二章介绍控制系统的数学模型，包括微分方程、传递函数、结构图和状态空间模型；第三章介绍控制系统的时域分析法，同时简要介绍控制系统的根轨迹法；第四章介绍控制系统的频域分析法；第五章介绍基于根轨迹和伯德图的超前、滞后、滞后一超前校正装置的设计方法，PID控制系统的设计方法；第六章介绍利用状态空间法对线性定常系统进行分析和设计的方法。每章都有利用MATLAB进行控制系统分析和辅助设计的示例。三个附录分别介绍了拉普拉斯变换、MATLAB基本概念和本书部分习题的参考答案。

本书根据能源动力类及其相关专业的“自动控制原理”教学的需要而编写，可作为高等学校能源动力、机械类专业自动控制原理的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。

本书比较全面地介绍了自动控制理论的基本概念。阐述了控制系统数学模型的建立方法、时域分析法、频域分析法，简要介绍了控制系统的根轨迹法；介绍了控铷系统校正装置、PID控制系统的基本设计方法，线性定常系统状态空间分析和设计。结合各部分内容，给出了用MATLAB进行控制系统分析和辅助设计的示例。

本书可作为高等学校能源动力类专业“自动控制原理”课程教材，也可供相关科技人员参考使用。

前言

1 自动控制的基本概念

1．1 自动控制的基本概念

1．2 反馈控制的基本原理

1．3 动态特性

1．4 对自动控制系统性能的基本要求

1．5 自动控制系统的类型

1．6 控制系统示例

1．7 本书的体系结构

习题

2 控制系统的数学模型

2．1 控制系统的数学模型

2．2 物理装置数学模型推导

2．3 控制系统的典型环节

2．4 控制系统的方框图

2．5 控制对象的动态特性

2．6 自动控制器

2．7 控制系统的状态空间表达式

2．8 MATLAB下控制系统的模型表示

习题

3 控制系统的时域分析

3．1 稳定性分析

3．2 瞬态响应分析

3．3 二阶系统的瞬态响应

3．4 高阶系统的瞬态响应

3．5 线性定常系统状态方程求解

3．6 误差分析

3．7 PID各控制作用对系统性能的影响

3．8 控制系统的根轨迹法

3．9 用MATLAB进行控制系统的时域分析

习题

4 控制系统频域分析

4．1 频率特性

4．2 频率特性的表示法

4．3 基本因子的频率特性

4．4 开环系统的频率特性图

4．5 用频率特性分析系统的稳定性

4．6 闭环系统频率特性与动态性能之问的关系

4．7 用MATLAB绘制频率特性图

习题

5 控制系统设计和校正

5．1 概述

5．2 串联校正装置

5．3 控制系统设计的根轨迹法

5．4 控制系统设计的频率响应法

5．5 反馈(并联)校正

5．6 单回路PID控制系统设计

5．7 复合控制系统

习题

6 线性控制系统的状态空间分析与设计

6．1 能控性和能观测性

6．2 状态反馈与极点配置

6．3 状态估计与状态观测器

6．4 用MATLAB进行状态空间分析 

习题

附录A 拉普拉斯变换

A．1 复变量和复变函数

A．2 拉普拉斯变换

A．3 拉普拉斯变换定理

A．4 拉普拉斯反变换

A．5 用拉普拉斯变换法解线性微分方程

附录B MATLAB基础知识

B．1 MATLAB基本功能

B．2 MATLAB基本操作

B．3 MATLAB绘图

B．4 矩阵、向量运算

B．5 微分方程数值解

B．6 MATLAB数据的导入和导出 

附录C 习题参考答案

参考文献