《自動控制原理》在內容上強調基礎性和系統性，注重基本概念的闡述和不同分析設計方法的聯系與比較；在知識的介紹過程中盡量避免高深的數學公式推導；在寫作上力求做到層次清楚，內容精簡，邏輯性強，符合工科學生的認識規律，每章最后都安排了MATLAB相關知識的介紹。自動控制原理是系統和控制科學的一門基礎課程，主要講解建立在傳遞函數輸入輸出描述基礎之上的反饋控制系統的分析與綜合方法。《自動控制原理》的主要內容包括控制系統的數學模型、時域分析方法、根軌跡法、頻域分析方法，控制系統的校正，采樣控制系統和非線性控制系統。
《自動控制原理》可作為高等院校自動化、電力系統自動化、機電一體化和其他相關專業的本科生教材，也可供相關專業技術人員參考。
注意結合工程意義講解基本概念，注重內容的工程性和系統性，突出解決問題的思路與方法，對知識的講解力求做到深入淺出，避免復雜公式推導，力求做到層次清楚、內容精簡、邏輯性強，習題豐富，每章安排了MATLAB相關內容介紹，可為任課教師提供電子課件。
在21世紀的頭一個10年里，國家發生了巨大變化，生活在這個時代的每一個人都能切身感受到這一點，這是一個機遇與挑戰并存的時代。
由于科研和教學任務繁重，從2001年起，本書斷斷續續地寫了近10年，現在終于有了結果，并在科學出版社出版，這使作者感到十分欣慰。
本書是作者在多年教學講義的基礎上修改完善而成的，在寫作過程中還參考了一些國內外教材。現將本書各章節的內容特點說明如下：
第1章為緒論，主要介紹自動控制系統的組成和類型，自動控制理論的形成與發展，反饋控制系統示例和分類等。通過對緒論部分的學習，將使學生對自動控制原理這門課的重要性和控制系統有一個初步的感性認識。
第2章的主要內容包括拉普拉斯變換的基本內容，系統的輸入輸出微分方程描述和傳遞函數，系統的靜態工作點和靜態二作點附近的線性化方法，控制系統中常見對象和過程的數學模型，動態結構圖及其化簡，梅森增益公式等。其中，對拉氏變換的積分下限問題，初值定理和終值定理在使用中應該注意的事項，線性定常微分方程的解及其性質，傳遞函數的一般和特殊形式等進行了較為詳細的闡述，特別指出了運用方框圖和方框圖化簡過程中應該注意的問題。
第3章的主要內容包括控制系統的性能指標，穩定性的概念和代數判據，一階和二階系統響應，高階系統響應，主導極點和偶極子的概念，系統的穩態誤差等。其中，結合工程實際對穩定性的概念及其對控制工程的重要性進行了深入的講解，由此說明了系統典型響應的工程意義；補充講述了臨界穩定一階環節的記憶響應特性和臨界穩定二階環節的自持振蕩響應特性，以便在隨后的穩態特性設計中引用這些環節來提高系統的控制精度；對二階無零點系統、二階有零點系統的階躍響應表達式和性能指標計算公式，以及有共軛復數主導極點高階系統階躍響應的近似表達式和性能指標估算公式，用統一的形式給出，便于學生掌握。
第4章的主要內容包括根軌跡的概念，根軌跡的繪制法則，零度根軌跡和參數根軌跡，增加開環零點和開環極點對根軌跡的影響，有時間純滯后環節時的根軌跡等。其中，特別闡述了根軌跡的連續性和根軌跡的平移相似性，進而指出了不同開環零、極點分布的根軌跡間的聯系和包含關系，應用根軌跡的連續性，總結并給出了兩極點、單零點傳遞函數和兩極點、兩零點傳遞函數根軌跡的規律性，給出了分離點上根軌跡入射角和出射角的簡單計算方法；對零、極點相消情況下的根軌跡及處理方法進行了說明。
前言
第1章 緒論
1-1 控制系統的組成和基本結構
1-2 自動控制理論的內容和發展
1-3 反饋控制系統示例
1-4 控制系統分類
1-5 控制系統設計的基本要求
習題
第2章 控制系統的數學模型
2-1 拉普拉斯變換
2-2 線性系統的輸入輸出描述和傳遞函數
2-3 非線性微分方程在工作點附近的線性化
2-4 一些典型對象和零部件的傳遞函數
2-5 動態結構圖
2-6 信號流圖
2-7 在MATLAB中創建系統模型
習題
第3章 控制系統的時域分析方法
3-1 控制系統的性能指標
3-2 控制系統的穩定性和代數判據
3-3 一階系統的響應
3-4 二階系統的響應
3-5 高階系統的階躍響應
3-6 控制系統的穩態誤差
3-7 在MATLAB中進行系統時域分析
習題
第4章 根軌跡法
4-1 根軌跡的概念
4-2 一般根軌跡的繪制法則
4-3 零度根軌跡的繪制法則
4-4 參數根軌跡（廣義根軌跡）
4-5 增加開環零、極點對根軌跡的影響
4-6 有時間純滯后環節時的根軌跡
4-7 用MATLAB命令繪制根軌跡
習題
第5章 控制系統的頻域分析方法
5-1 頻率特性的概念
5-2 典型環節的頻率特性
5-3 幅相頻率特性曲線的繪制
5-4 對數頻率特性曲線的繪制
5-5 頻率特性曲線的實驗測取
5-6 奈奎斯特穩定性判據
5-7 開環頻率特性的穩定裕度指標
5-8 閉環頻率特性及特性指標
5-9 系統頻域指標與時域指標的關系
5-10 系統開環頻率特性與系統性能的關系
5-11 用MATLAB命令繪制頻率特性
習題
第6章 控制系統的校正
6-1 系統設計指標和校正方式
6-2 常用的校正裝置
6-3 串聯校正
6-4 按希望特性進行串聯校正
6-5 反饋校正
6-6 PID參數的工程整定
6-7 用MATLAB命令進行系統校正
習題
第7章 采樣控制系統
7-1 采樣器和保持器
7-2 z變換與z反變換
7-3 脈沖傳遞函數
7-4 采樣系統分析
7-5 采樣系統的根軌跡分析與設計
7-6 有限拍采樣系統設計
7-7 離散系統的模擬化設計方法
7-8 用MATIAB命令進行采樣系統分析
習題
第8章 非線性控制系統
8-1 非線性系統的特征和研究方法
8-2 控制系統中的典型非線性特性
8-3 非線性控制系統的描述函數分析方法
8-4 非線性系統的相平面分析方法
8-5 用MATLAB命令進行非線性系統分析
習題
參考文獻
附錄 MATLAB函數一覽表
部分習題參考答案
自動控制就是在沒有人直接參與的情況下，應用某種裝置操縱生產機械或生產過程，使之具有預定的工作狀態。數控機床能夠按照設定的程序自動切削工件；化學反應爐的溫度和壓力能夠自動地維持恒定；制導系統能夠引導導彈準確地射向敵方目標；無人駕駛飛機能夠按照預定的軌跡升降和飛行；人造衛星可以準確地進入軌道并回收等，這一切都離不開自動控制技術。
在過去的幾十年中，自動控制技術在國民經濟各部門中的廣泛應用，極大地促進了化工、造紙、電力、冶金、汽車、家電等行業的技術進步，改善了勞動條件，提高了產品質量和勞動生產率，促進了產品的更新換代。特別是近二三十年來，隨著微電子技術和計算機技術的進步，自動控制技術在航空航天、軍事工業、核能發電等現代科學技術領域，在生物、醫學、環保、智能交通、新能源利用、經濟管理等新興領域，都起著非常重要的作用。
自動控制理論是自動控制技術的基礎理論，是當今大多數工程技術人員和科學工作者必須具備的基本知識之一，它的理論性較強，同時又有著很強的工程性和實踐性。在這門課的學習過程中，應該有意識地結合工程實際問題以加深理解，搞清所學知識的工程背景，逐步建立起系統的概念，掌握分析和解決問題的方法。
1-1控制系統的組成和基本結構
控制系統由一些相互聯系和相互影響的環節組成，是有特定功能的一個整體。控制系統中的主要環節有：
被控對象——即被控制的對象，它可以是某一臺機器或設備，也可以是某一個生產或工藝過程。
執行機構——即控制決策的執行機構，它將控制信號轉化為功率級輸出，加載在被控對象上改變它的輸出。在控制系統中，執行機構有時被看成是一個獨立的環節，有時被看成是被控對象的一部分。常用的執行機構有功率放大器、執行電機、閥門等。
校正裝置——即調節器或控制器，用來產生控制信號。簡單的校正裝置由電阻、電容無源器件或有源器件組成，復雜的校正裝置要借助計算機來實現。
比較元件——其作用是將給定環節給出的參考輸入與測量裝置檢測的被控量進行比較，得到偏差量。常用的比較元件有差動放大器、機械差動裝置、電橋電路等。
給定環節——其作用是給出與期望的被控量相對應的參考輸入量。參考輸入量常常是電信號，常用的給定環節有電位器、指令開關、旋轉變壓器等。
測量裝置——其作用是檢測被控制的物理量，將其轉換為大小與之成比例的電信號。常用的測量元件有測量轉速的測速發電機、測量角度的旋轉變壓器、測量溫度的熱電偶、測量電壓的電位器等。
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