本书以具有实际工程背景的设计实例，系统地介绍了自动控制系统的设计流程、方案选择、可行性分析、系统构成要素及其选择方法、系统评价方案等。

全书共分6章，第1章和第2章简单回顾了自动控制系统的分析方法及主要性能指标，给出了自动控制系统工程设计的标准和安全规则；第3章以电梯为例，介绍了逻辑控制系统的分析设计方法；第4章以无水氯化镁生产过程为例，介绍了工程控制系统的分析设计方法；第5章以数控机床为例，介绍了计算机数控系统的设计方法；第6章以飞机飞行自动控制系统为例，介绍了随动系统的分析设计方法。

本书是为了帮助自动化专业及相关专业学生系统理解本专业知识，培养通过应用知识学习新知识的能力而新规划的教材。内容取舍上尽可能选择了有利于加强深理解自动化专业思想的，具有实际工程背景的实例。通过实例分析，系统归纳了自动控制系统工程设计方法；以常见的过程控制系统、逻辑控制系统、随动系统的设计为例、系统地介绍了方案选择、可行性分析、系统结构设计、经济性能分析、系统组成要素选择、系统集成、现场调试评价、特殊系统要求对策等自动控制系统设计的完整流程，以帮助读者形成专业知识链条，提高获取知识的能力。

本书不仅可作为大学本科在校学生的教材，而且对自动化系统有一定的研究读者，在阅读本教材后也会有新的收获。

第1章 绪 论

 1.1 自动控制系统的发展及技术现状

1.1.1 自动控制技术的早期发展

1.1.2 自动控制理论的早期发展

1.1.3 控制理论的形成

 1.2 自动控制系统设计的基本知识

1.2.1 设计的主要任务和解决的问题

1.2.2 自动控制系统的工程设计流程

第2章 工程设计方法

 2.1 控制系统的分析方法

2.1.1 控制系统的时域分析方法

2.1.2 控制系统的频域分析方法

 2.2 应用MATLAB软件分析控制系统的稳定性

 2.3 被控参数和控制参数的选取

2.3.1 被控参数的选取

2.3.2 控制参数的选取

 2.4 测量变送单元和执行机构的选取

2.4.1 测量变送单元的选取

2.4.2 执行机构的选取

 2.5 控制方案和控制规律的选取

2.5.1 控制方案的选取

2.5.2 控制规律的选取

2.5.3 增量型PID算法

 2.6 系统校正方法

2.6.1 串联校正方法

2.6.2 并联校正方法

 2.7 控制器参数的整定方法

2.7.1 临界比例度法

2.7.2 反应曲线法

 2.8 典型控制系统及其基本构成

 2.9 自动控制系统设计的标准

2.9.1 HG／T 20636—20639国家标准

2.9.2 自控工程设计的分段和内容

 2.10 自控系统的安全规则

2.10.1 防爆电器的分类、分级和温度分组

2.10.2 防爆电器设备的类型及代号

2.10.3 防爆电器设备的标志 

2.10.4 危险区域的划分

2.10.5 防爆电气设备的选择

2.10.6 仪表的接地、隔离和保温伴热设计

第3章 电梯逻辑控制系统设计

 3.1 结构及控制要求

3.1.1 基本结构

3.1.2 工作过程

3.1.3 控制要求 

 3.2 系统初步设计

3.2.1 方案选择

3.2.2 系统结构

3.2.3 主要设备和装置的选型

 3.3 系统详细设计——硬件设计

3.3.1 硬件结构

3.3.2 硬件连接

3.3.3 系统供电和接地设计

 3.4 系统详细设计——软件设计

3.4.1 程序设计步骤

3.4.2 电梯集选控制方式

3.4.3 电梯控制程序的模块化设计

3.4.4 单台电梯逻辑控制程序设计

3.4.5 电梯群控调度策略

3.4.6 监控系统设计

 3.5 系统调试

第4章 无水氯化镁生产过程的控制系统设计

 4.1 工艺流程及控制要求

4.1.1 工艺流程

4.1.2 控制要求

 4.2 系统初步设计

4.2.1 系统设计流程

4.2.2 控制方案设计

4.2.3 系统可靠性设计

 4.3 系统详细设计——硬件设计

4.3.1 系统结构

4.3.2 系统功能划分

4.3.3 设备选型及硬件配置

4.3.4 主要硬件设备

4.3.5 系统供电设计和接地设计

 4.4 系统详细设计——软件设计

4.4.1 软件设计流程

4.4.2 电机起停和正反转控制程序

4.4.3 控制规律设计

4.4.4 监控系统设计

4.4.5 系统调试

 4.5 系统冗余设计

4.5.1 冗余系统结构

4.5.2 硬件冗余与软件冗余方式的比较

 4.6 本安防爆系统设计

4.6.1 传统本安防爆系统

4.6.2 现场总线本安防爆系统

第5章 数控机床控制系统设计

 5.1 数控系统设计任务

5.1.1 数控系统的组成与工作流程

5.1.2 数控系统的功能及技术参数

5.1.3 系统设计目标

 5.2 控制系统初步设计

5.2.1 系统总体方案选择

5.2.2 伺服驱动方案选择

5.2.3 主要设备和装置的选择

5.2.4 性能价格比分析

 5.3 系统详细设计

5.3.1 系统功能划分 

5.3.2 硬件设计

5.3.3 位置控制策略

5.3.4 软件设计

 5.4 系统调试

5.4.1 调试前检查

5.4.2 试运行

5.4.3 软件调试

5.4.4 连接机床调试

第6章 飞机飞行自动控制系统的设计

 6.1 飞行自动控制系统设计综述

 6.2 飞行控制系统设计要求

6.2.1 研制阶段的划分及各阶段的主要工作内容

6.2.2 飞行自动控制系统的基本要求

 6.3 自动驾驶仪系统概述

6.3.1 主要功能

6.3.2 结构分析

6.3.3 工作原理

6.3.4 飞行品质设计要求

 6.4 纵向自动驾驶仪控制律设计

6.4.1 俯仰姿态保持／控制模态控制律设计

6.4.2 俯仰自动改平与低高度拉起模态控制律设计

6.4.3 高度保持／控制模态的控制律设计

6.4.4 空速的保持与控制

 6.5 横侧向自动驾驶仪模态控制律设计

6.5.1 横侧向自动驾驶仪基本功能要求

6.5.2 横侧向自动驾驶仪基本性能要求

6.5.3 横侧向自动驾驶仪的内回路

6.5.4 倾斜姿态保持／控制模态 

6.5.5 倾斜姿态自动改平和航向保持／控制模态控制律的设计

 6.6 自动着陆模态控制律设计

6.6.1 下滑坡度截获与保持模态设计

6.6.2 自动拉平着陆控制模态设计

6.6.3 侧向波束导引模态

参考文献