本书结合机械大类各专业及相近专业的发展和教学需要，较为系统地介绍了机械控制工程的基本内容。全书共由三个模块组成，即经典控制理论、离散控制系统、现代控制理论，各模块基本独立，其中经典控制理论为基本部分。全书共9章，主要内容有绪论、控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹法、频域分析、稳定性分析、综合与校正，以及离散控制系统分析基础、现代控制理论基础。各章均配有一定数量的习题，主要章节设有相应理论方法的MATLAB实现一节，重点章节编入相应的设计实例。本书内容丰富，结构合理，叙述深入浅出，既体现理论的系统性，也注重方法的实用性。力图将机械大类各专业的通用性要求与各校的个性要求有机结合。
机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器、车辆工程、智能制造工程、机器人工程等各相关专业均可选用此书作为教材及参考用书，相关工程技术人员也可选用此书作为参考。
本书为新形态教材，在重点内容附近以二维码的形式链接了知识点讲解视频，便于学生课前预习和课后复习。

前言
第1章 绪论
1.1 控制工程概述
1.2 控制工程的发展及应用
1.2.1 经典控制理论的发展
1.2.2 现代控制理论的发展
1.3 控制系统的基础知识
1.3.1 控制系统的基本概念
1.3.2 控制系统的工作原理
1.3.3 控制系统的组成及框图
1.4 控制系统的分类
1.4.1 按照反馈方式分类
1.4.2 按输入信号变化规律分类
1.4.3 按系统的数学描述分类
1.4.4 按系统内部的信号特征分类
1.5 控制系统的基本要求
1.5.1 稳定性
1.5.2 快速性
1.5.3 精确性
习题
第2章 控制系统的数学模型
2.1 系统数学模型的建立
2.1.1 建立微分方程的一般步骤
2.1.2 控制系统微分方程的列写
2.2 拉普拉斯变换
2.2.1 拉普拉斯变换及拉普拉斯反变换的定义
2.2.2 典型时间函数的拉普拉斯变换
2.2.3 拉普拉斯变换基本定理
2.2.4 拉普拉斯反变换
2.3 系统的传递函数
2.3.1 传递函数的定义
2.3.2 典型环节的传递函数
2.3.3 传递函数的主要特点
2.4 系统的框图和信号流图
2.4.1 框图的组成
2.4.2 绘制系统框图的一般步骤
2.4.3 框图的基本连接方式
2.4.4 框图的简化
2.4.5 信号流图及梅森公式
2.5 闭环控制系统的传递函数
2.5.1 闭环系统的开环传递函数
2.5.2 给定输入作用下的闭环传递函数
2.5.3 扰动作用下的闭环传递函数
2.5.4 传递函数的零极点
2.6 控制系统数学模型的MATLAB实现
2.6.1 MATLAB控制系统工具箱简介
2.6.2 数学模型的MATLAB实现
2.7 设计实例：工程中典型的机电系统
习题
第3章 控制系统时域分析
3.1 时间响应与典型输入信号
3.1.1 时间响应
3.1.2 典型输入信号
3.2 一阶系统的时域分析
3.2.1 一阶系统数学模型
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 一阶系统的单位脉冲响应
3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
3.3 二阶系统的时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.3.3 二阶系统的单位脉冲响应
3.4 时域分析性能指标
3.4.1 动态性能指标
3.4.2 时域分析实例
3.5 高阶系统的时域分析
3.5.1 高阶系统的阶跃响应
3.5.2 闭环主导极点
3.6 稳态误差分析与计算
3.6.1 误差和稳态误差的概念
3.6.2 输入信号作用下的稳态误差
3.6.3 扰动信号作用下的稳态误差
3.6.4 改善系统稳态精度的方法
3.7 时域分析的MATLAB实现
3.7.1 输出响应分析
3.7.2 时域动态性能指标求解
3.7.3 稳态误差分析
3.8 设计实例：数控机床控制系统设计
习题
第4章 根轨迹法
4.1 根轨迹与根轨迹方程
4.1.1 根轨迹概念
4.1.2 根轨迹方程
4.2 绘制根轨迹的基本法则
4.3 广义根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2 零度根轨迹
4.4 利用根轨迹分析系统性能
4.4.1 根轨迹和性能指标的关系
4.4.2 开环零极点对系统性能的影响
4.5 根轨迹分析的MATLAB实现
4.5.1 根轨迹的绘制
4.5.2 根轨迹上取点
4.6 设计实例：激光操纵控制系统设计
习题
第5章 控制系统的频域分析
5.1 系统频率特性概述
5.1.1 频率特性的基本概念
5.1.2 频率特性与传递函数的关系
5.1.3 频率特性的求取方法
5.2 频率特性的奈奎斯特图
5.2.1 奈奎斯特图的基本概念
5.2.2 典型环节的奈奎斯特图
5.2.3 奈奎斯特图的一般画法
5.3 频率特性的伯德图
5.3.1 伯德图的基本概念
5.3.2 典型环节的伯德图
5.3.3 伯德图的一般画法
5.3.4 小相位系统
5.4 频域分析的MATLAB实现
5.4.1 奈奎斯特图的绘制
5.4.2 伯德图的绘制
习题
第6章 控制系统的稳定性分析
6.1 代数稳定性判据
6.1.1 稳定性的基本概念
6.1.2 系统稳定的充要条件
6.1.3 劳斯稳定性判据
6.2 频域稳定性判据
6.2.1 奈奎斯特稳定性判据
6.2.2 对数频率特性稳定判据
6.3 控制系统的稳定裕度
6.3.1 相位裕度
6.3.2 幅值裕度
6.4 稳定性分析的MATLAB实现
6.4.1 求取特征根判定系统的稳定性
6.4.2 绘制零极点分布图判定系统的稳定性
6.4.3 频率法判定系统的稳定性
6.5 设计实例
6.5.1 直流电动机速度控制系统
6.5.2 雕刻机位置控制系统
习题
第7章 控制系统的综合与校正
7.1 系统校正的基本概念
7.1.1 系统的性能指标
7.1.2 校正的概念
7.1.3 校正的分类
7.2 校正方法和校正装置的设计
7.2.1 串联超前校正
7.2.2 串联滞后校正
7.2.3 滞后超前校正
7.2.4 PID调节器