自动控制原理是自动化相关专业的基础理论课。本书主要介绍自动控制原理的经典验证性实验及综合设计性系统实验。全书共11章，内容包括自动控制系统的时域分析、根轨迹法、频率法、控制系统的校正、非线性系统分析、线性离散系统、基于ELVIS II的控制系统设计、单自由度垂直起降飞行器控制系统的设计、旋转倒立摆控制系统的设计、实验中常用仪器设备的使用、实验报告等。本书可作为全国普通高等学校自动化及仪表、电气传动、计算机、机械、化工、航空航天等相关专业的学生深入学习和理解《自动控制原理》课程内容的辅助用书。

"王建辉 女 工学博士，东北大学教授、博士生导师，1957年生于辽宁。宝钢教育奖获得者，辽宁省教学名师，沈阳市很好教师。重量教学团队“自动化专业主干课教学团队”，国家精品课“自动控制原理”课程负责人，1982年东北工学院（今东北大学）自动控制系自动化专业毕业后留校任教，先后任自动控制教研室副主任、自动控制系副主任、自动化研究所副所长。主要研究方向为复杂控制系统的建模与控制、网络环境下优选控制技术及其在工业中的应用，智能控制理论及其应用等。获省部级科技进步奖4项、教育教学成果奖10余项，主持和参加重量省部级自然科学基金等纵向科研课题10余项、各类教改课题项目近10余项。发表有关论文100余篇。编著《自动控制原理》《自动控制原理习题详解》、《控制系统计算机仿真与辅助设计》《自动控制原理综合实验教程》。
王彦婷 女 工学硕士，东北大学实验师，1987年生于辽宁。重量教学团队“自动化专业主干课教学团队”、重量精品课程和重量精品资源共享课“自动控制原理”课程团队成员，主要负责线上线下混合式实践教学开发。2011年东北大学信息科学与工程学院控制理论与控制工程专业毕业后留校任教，现担任东北大学重量电子实验教学示范中心自动化及检测技术实验室主任，长期从事“自动控制原理”、“电力电子技术”和“运动控制系统”等课程的实践教学与研究工作。编著《自动控制原理综合实验教程》《西门子SINAMICS S120系统应用与实践》。
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篇基础实验
章自动控制系统的时域分析
1.1基础知识
1.1.1一阶系统的阶跃响应
1.1.2二阶系统的阶跃响应
1.1.3高阶系统的动态响应
1.1.4自动控制系统的代数稳定判据
1.1.5稳态误差
1.2【实验一】控制系统典型环节的模拟
1.2.1实验目的
1.2.2实验设备
1.2.3实验原理
1.2.4实验内容
1.3【实验二】一阶系统的时域响应及参数测定
1.3.1实验目的
1.3.2实验设备
1.3.3实验原理
1.3.4实验内容
1.4【实验三】二阶系统的暂态响应分析
1.4.1实验目的
1.4.2实验设备
1.4.3实验原理
1.4.4实验内容
1.5【实验四】三阶系统的暂态响应及稳定性分析
1.5.1实验目的
1.5.2实验设备
1.5.3实验原理
1.5.4实验内容
1.6【实验五】控制系统的稳态误差分析
1.6.1实验目的
1.6.2实验设备
1.6.3实验原理
1.6.4实验内容
第2章根轨迹法
2.1基础知识
2.1.1根轨迹法的基本概念
2.1.2根轨迹的绘制法则
2.1.3零度根轨迹
2.1.4根轨迹法分析系统的动态特性
2.2【实验六】零极点对系统性能的影响
2.2.1实验目的
2.2.2实验设备
2.2.3实验原理
2.2.4实验内容
第3章频率法
3.1基础知识
3.1.1频率特性的基本概念
3.1.2频率特性的表示方法
3.1.3典型环节的频率特性
3.1.4开环频率特性
3.1.5奈奎斯特稳定判据
3.1.6闭环频率特性
3.1.7系统动态性能与频率特性的关系
3.2【实验七】惯性环节频率特性的测试
3.2.1实验目的
3.2.2实验设备
3.2.3实验原理
3.2.4实验内容
3.3【实验八】线性系统频率特性的测试
3.3.1实验目的
3.3.2实验设备
3.3.3实验原理
3.3.4实验内容
第4章控制系统的校正
4.1基础知识
4.1.1基本校正方法
4.1.2串联校正
4.1.3反馈校正
4.1.4复合校正
4.2【实验九】PID控制器的动态特性
4.2.1实验目的
4.2.2实验设备
4.2.3实验原理
4.2.4实验内容
4.3【实验十】控制系统的动态校正
4.3.1实验目的
4.3.2实验设备
4.3.3实验原理
4.3.4实验内容
第5章非线性系统分析
5.1基础知识
5.2【实验十一】典型非线性环节的模拟
5.2.1实验目的
5.2.2实验设备
5.2.3实验原理
5.2.4实验内容
第6章线性离散系统
6.1基础知识
6.1.1线性离散系统的基本概念
6.1.2离散时间函数的数学表达式及采样定理
6.2【实验十二】信号的采样与恢复
6.2.1实验目的
6.2.2实验设备
6.2.3实验原理
6.2.4实验内容
第二篇系统实验
第7章基于NI ELVIS Ⅱ的控制系统设计
7.1NI ELVIS Ⅱ虚拟教学平台
7.1.1NI ELVIS Ⅱ的硬件平台
7.1.2NI ELVIS Ⅱ的虚拟仪器
7.2基于NI ELVIS Ⅱ的数据采集
7.2.1常用DAQmx API函数
7.2.2模拟信号的输入
7.2.3模拟信号的输出
7.3【实验一】旋转运动控制系统的设计
7.3.1实验目的
7.3.2实验设备
7.3.3实验原理
7.3.4实验内容
第8章单自由度垂直起降飞行器控制系统的设计
8.1QNET 2.0 VTOL实验板简介
8.1.1QNET 2.0 VTOL实验板介绍
8.1.2QNET 2.0 VTOL实验板常见问题
8.2【实验二】单自由度垂直起降飞行器控制系统的设计
8.2.1实验目的
8.2.2实验设备
8.2.3实验原理
8.2.4实验内容
第9章一阶旋转倒立摆控制系统的设计
9.1QNET Rotary Inverted Pendulum实验板简介
9.1.1QNET Rotary Inverted Pendulum实验板介绍
9.1.2QNET Rotary Inverted Pendulum实验板常见问题
9.2【实验三】一阶旋转倒立摆控制系统的设计
9.2.1实验目的
9.2.2实验设备
9.2.3实验原理
9.2.4实验内容
第三篇常用仪器设备使用及实验报告
0章实验中常用仪器设备的使用
10.1自动控制原理电路板
10.2数字万用表
10.3数字存储示波器
10.3.1硬件入门
10.3.2示波器的基础功能
10.3.3示波器的不错功能
10.3.4示波器Web界面
1章实验报告
11.1实验要求
11.1.1实验要求及评分标准
11.1.2实验调试及测试数据处理
11.2基础实验报告
11.2.1【实验一】控制系统典型环节的模拟
11.2.2【实验二】一阶系统的时域响应及参数测定
11.2.3【实验三】二阶系统的暂态响应分析
11.2.4【实验四】三阶系统的暂态响应及稳定性分析
11.2.5【实验五】控制系统的稳态误差分析
11.2.6【实验六】零极点对系统性能的影响
11.2.7【实验七】惯性环节频率特性的测试
11.2.8【实验八】线性系统频率特性的测试
11.2.9【实验九】PID控制器的动态特性
11.2.10【实验十】控制系统的动态校正
11.2.11【实验十一】典型非线性环节的模拟
11.2.12【实验十二】信号的采样与恢复
11.3系统实验报告
11.3.1【实验一】旋转运动控制系统的设计
11.3.2【实验二】单自由度垂直起降飞行器控制系统的设计
11.3.3【实验三】一阶旋转倒立摆控制系统的设计
11.4常用仪器设备使用预习报告
参考文献