本书全面介绍了经典控制理论与现代控制理论的基本原理和典型分析方法。
本书从基本概念和分析入手，结合实际，以控制系统建模、系统分析、系统综合为基础，分析时域、根轨迹和频域上系统“快、准、稳”的特性，以直观的物理概念、多方式的教学手段，解释系统参数与性能之间的内在联系，详细介绍了根据控制指标进行系统分析和参数整定、完成控制系统的优化设计的方法。全书共9章，内容包括绪论、控制系统的数学模型、线性系统的时域分析、线性系统的根轨迹法、线性系统的频域分析法、控制系统的校正、线性离散控制系统分析、非线性控制系统分析、线性系统的状态空间分析与综合。
本书可作为普通高校自动化类、电气类、电子信息类、仪器类、机械类、人工智能等专业的本科生教材，也可作为自动化领域工程技术人员的参考用书。
★ 为了配合教学和自学，本书配有在线课程资源，包括讲课视频、PPT、习题等资源，可供读者使用， 资源提取地址为(https：//www.icourse163.org/spoc/course/GLIET-1464795170。
随着信息技术、电子技术和计算机技术的高速发展，自动控制技术也得到了空前的飞速发展，逐渐渗透到人类生活的各个领域。目前，自动控制技术已经广泛应用于工业、农业、制造业、化工、冶金、军事、交通、航空航天、电力系统等领域，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，提高了人民的生活水平。 “工业4.0”概念和“中国制造2025”规划中， 都明确提出自动控制技术将进一步向智能化、高精化、远程化和综合化方向发展。自动控制将成为优质高产、节能降耗、快速应变、整体优化的关键技术。
“自动控制原理”课程介绍自动控制系统的基本原理和基本要求， 自动控制系统的动态建模及常用分析和设计方法。该课程具有一般方法论的特点，从基本概念和分析入手，结合实际，以控制系统建模、系统分析、系统综合为基本，分析时域、根轨迹和频域上系统“快、准、稳”的特性；以直观的物理概念、多方式的教学手段，解释系统参数与性能之间的内在联系，根据控制指标进行系统分析和参数整定，完成控制系统的优化设计。该课程是解决实际复杂系统工程问题的理论基础，也是研究系统的建立、分析与设计的核心课程。
本书在编写中力求做到内容简洁而经典，深入浅出，较为系统地介绍自动控制系统的基本概念、控制理论基础、控制系统的分析与综合方法，尽量避免抽象的理论分析和公式推导，以帮助读者理解和掌握自动控制原理知识。本书是作者根据自己多年授课及选用教材的经验，考虑目前自动化专业国家级一流本科专业人才培养方案和一流课程建设需求而编写的。全书立足自动控制的基础理论与概念，注重知识的完整性与系统性，既全面介绍了经典控制理论与现代控制理论的理论基础与基本原理， 同时又突出体现了经典控制理论与现代控制理论的发展演变以及它们的融会贯通，旨在使读者从科学方法论的高度上掌握系统与连贯的知识，提高分析问题与解决问题的能力，从而可以从更全面、更客观的视角认识世界。本书共9章，前8章着重介绍经典控制理论及其应用，第9章介绍现代控制理论的相关知识。在编写过程中，作者参考了许多优秀的文献资料，在此特向这些参考文献的作者表示诚挚的谢意！
本书可作为普通高校自动化类、电气类、电子信息类、仪器类、机械类、人工智能等相关专业的本科生教材，也可作为自动控制相关教学、科研人员的参考书。由于编者水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，恳请广大读者不吝指正。
伍锡如
2021年12月
第1章 绪论 1
1.1 自动控制发展简介 1
1.2 自动控制的基本概念 4
1.3 自动控制系统的组成 8
1.4 自动控制系统的类型 9
1.5 自动控制系统的分析 11
1.6 自动控制系统性能的基本要求 11
习题 12
第2章 控制系统的数学模型 16
2.1 自动控制系统的微分方程 16
2.2 控制系统的复数域数学模型 25
2.3 控制系统的动态结构图 44
2.4 信号流图和梅森增益公式 50
习题 55
第3章 线性系统的时域分析 61
3.1 输入信号和时域性能指标 61
3.2 一阶系统的时域分析 66
3.3 二阶系统的时域分析 68
3.4 高阶系统的时域分析 77
3.5 线性系统的稳定性分析 78
3.6 线性系统的误差分析 89
习题 97
第4章 线性系统的根轨迹法 101
4.1 概述 101
4.2 绘制根轨迹的一般方法 105
4.3 广义根轨迹 118
4.4 系统性能分析 129
习题 132
第5章 线性系统的频域分析法 135
5.1 频率特性的基本概念 135
5.2 典型环节的频率特性 140
5.3 频率域稳定判据 157
5.4 稳定裕度 170
5.5 闭环频率特性 173
习题 174
第6章 控制系统的校正 178
6.1 系统的设计与校正问题 178
6.2 串联校正 184
6.3 反馈校正 197
6.4 复合校正 200
习题 202
第7章 线性离散控制系统分析 206
7.1 离散控制系统的基本概念 206
7.2 信号的采样与保持 206
7.3 Z变换 214
7.4 离散控制系统的数学模型 222
7.5 离散控制系统的稳定性分析 230
7.6 离散控制系统的稳态误差分析 238
7.7 离散控制系统的最少拍校正 242
习题 249
第8章 非线性控制系统分析 252
8.1 非线性系统概述 252
8.2 相平面法 255
8.3 描述函数法 269
习题 277
第9章 线性系统的状态空间分析与综合 281
9.1 线性系统的状态空间描述 281
9.2 线性定常系统的可控性与可观测性 303
9.3 线性定常系统的反馈结构及状态观测器 315
9.4 李雅普诺夫稳定性分析 325
习题 340
参考文献 343
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