本書全面系統地介紹了經典控制理論的基礎知識和基本技術，將基礎理論與應用緊密結合，并加入了仿真的內容，注重體現知識的實用性和前沿性。
全書共分9章，主要包括系統建模、時域分析、頻域分析和系統綜合(設計)四部分。系統建模部分主要介紹系統數學模型的建立和簡化等知識，包括微分方程模型、傳遞函數模型、框圖等；時域分析部分主要介紹根據系統的微分方程，以拉氏變換為工具，直接解出控制系統的時間響應，再根據響應的表達式以及過程曲線來分析系統的性能，如穩定性、快速性、準確性等，并找出系統結構、參數和這些性能之間的關系；頻域分析部分主要介紹圖解法分析系統性能，主要是使用奈奎斯特圖和伯德圖，根據圖型分析系統的各方面性能；系統綜合部分主要介紹控制系統的校正，即根據系統分析得出的性能指標設計校正環節，使系統滿足實際需求。
本書既可以作為應用型本科院校、高等職業院校自動化專業(少學時)“自動控制原理”課程的教學用書，也可以作為其他本科非自動化相關專業，如測控技術、電氣工程、計算機、機械、化工等專業及其他相關的工科專業的本科生“自動控制原理”課程的教學用書，還可以作為高職高專、成人高校電類相關專業的教學用書，也可供相關專業從事自動化技術工作的人員參考。
哈爾濱華德學院電子與信息工程學院是黑龍江省乃至全國高等職業技術院校中知名度較高的院校之一，目前學院正在向著創辦全國知名高校而努力。作者為刻院的骨干教師，教學經驗與實踐經驗豐富。 本教材在內容的編排上將更加注重應用型和技能型人才培養目標的需求，精選基礎、成熟和實用的知識。以知識深入淺出，表達通俗易懂，基礎理論適當，定理、公式證明從簡為寫作原則，更加適合于應用型本科院校、高等職業院校電氣信息類專業 “自動控制原理（少學時）”課程的教學用書和非自動化類專業“自動控制原理”課程的教學用書
第1章 緒論
1.1 自動控制系統的基本概念
1.1.1 自動控制系統
1.1.2 開環控制與閉環控制
1.2 自動控制系統的基本構成和分類
1.2.1 自動控制系統的基本構成
1.2.2 自動控制系統的分類
1.3 自動控制理論的發展歷史
1.3.1 經典控制論階段(20世紀50年代末期以前)
1.3.2 現代控制論階段(20世紀50年代末期至70年代初期)
1.3.3 大系統理論階段與智能控制理論階段(20世紀70年代初期至現在)
1.4 自動控制系統性能的基本要求和本課程的任務
1.4.1 自動控制系統性能的基本要求
1.4.2 本課程的任務
1.5 自動控制系統的工程應用 第1章 緒論
1.1 自動控制系統的基本概念
1.1.1 自動控制系統
1.1.2 開環控制與閉環控制
1.2 自動控制系統的基本構成和分類
1.2.1 自動控制系統的基本構成
1.2.2 自動控制系統的分類
1.3 自動控制理論的發展歷史
1.3.1 經典控制論階段(20世紀50年代末期以前)
1.3.2 現代控制論階段(20世紀50年代末期至70年代初期)
1.3.3 大系統理論階段與智能控制理論階段(20世紀70年代初期至現在)
1.4 自動控制系統性能的基本要求和本課程的任務
1.4.1 自動控制系統性能的基本要求
1.4.2 本課程的任務
1.5 自動控制系統的工程應用
1.5.1 電加熱爐溫度控制系統
1.5.2 工作臺位置控制系統
1.5.3 飛機自動駕駛控制系統
1.5.4 火炮方位角控制系統
1.5.5 水箱液位控制系統
1.6 自動控制系統的分析與設計工具——Matlab
1.6.1 Matlab簡介
1.6.2 Matlab控制系統工具箱
習題
第2章 數學基礎
2.1 拉普拉斯變換
2.1.1 拉普拉斯變換的定義
2.1.2 拉普拉斯變換的性質
2.2 拉普拉斯反變換
2.2.1 拉普拉斯反變換的定義
2.2.2 拉普拉斯反變換的部分分式展開
2.3 Matlab運算基礎
2.3.1 矩陣運算
2.3.2 符號運算
2.3.3 關系運算和邏輯運算
習題
第3章 線性系統的數學模型
3.1 系統的時域模型
3.1.1 線性系統的微分方程
3.1.2 線性微分方程的求解
3.2 系統的復數域模型
3.2.1 傳遞函數的定義
3.2.2 傳遞函數的性質
3.2.3 傳遞函數的求法
3.2.4 典型環節的傳遞函數
3.3 系統的結構框圖及其等效變換
3.3.1 結構框圖的組成
3.3.2 結構框圖的繪制
3.3.3 結構框圖的等效變換
3.3.4 結構框圖的化簡
3.4 信號流圖與梅森公式
3.4.1 信號流圖
3.4.2 梅森公式
3.5 Matlab控制系統工具箱及數學建模應用
3.5.1 Matlab控制系統工具箱簡介
3.5.2 Matlab控制系統工具箱在數學建模中的應用
習題
第4章 時域分析
4.1 控制系統典型測試信號
4.1.1 階躍函數
4.1.2 斜坡函數
4.1.3 加速度函數
4.1.4 單位脈沖函數與單位沖激函數
4.1.5 正弦函數
4.2 控制系統時域響應及其性能指標
4.2.1 系統的時域響應
4.2.2 時間響應的性能指標
4.3 一階系統的時域分析
4.3.1 一階系統的數學模型
4.3.2 一階系統的單位階躍響應
4.3.3 一階系統的單位脈沖響應
4.3.4 一階系統的單位斜坡響應
4.3.5 一階系統的單位加速度響應
4.4 二階系統的時域分析
4.4.1 二階系統的典型形式
4.4.2 二階系統的單位階躍響應
4.4.3 二階欠阻尼系統的動態性能指標
4.4.4 二階系統時域分析計算舉例
4.4.5 二階系統的單位沖激響應
4.4.6 二階系統的單位斜坡響應
4.5 高階系統的時域分析
4.6 Matlab在時域分析中的應用
4.6.1 函數step()
4.6.2 函數impulse()
4.6.3 函數gensig()
4.6.4 函數lsim()
習題
第5章 根軌跡法
5.1 根軌跡法的基本概念
5.1.1 根軌跡的基本概念
5.1.2 根軌跡與系統性能
5.1.3 閉環零、極點與開環零、極點之間的關系
5.1.4 根軌跡方程
5.2 繪制根軌跡的基本法則
5.3 廣義根軌跡
5.3.1 參數根軌跡
5.3.2 零度根軌跡
5.4 利用根軌跡分析系統性能
5.4.1 利用閉環主導極點估算系統的性能指標
5.4.2 開環零、極點分布對系統性能的影響
5.5 Matlab在根軌跡法中的應用
5.5.1 pzmap()函數
5.5.2 rlocus()函數
5.5.3 rlocfind()函數
習題
第6章 頻域分析
6.1 頻率特性的基本概念
6.1.1 RC網絡
6.1.2 頻率特性的定義
6.1.3 頻率特性的表示方法
6.1.4 頻率特性與傳遞函數之間的關系
6.1.5 頻率特性的性質
6.2 奈奎斯特圖分析法
6.2.1 典型環節的奈奎斯特圖
6.2.2 奈奎斯特圖的畫法
6.3 開環系統的伯德圖分析法
6.3.1 伯德圖的基本概念
6.3.2 典型環節的伯德圖
6.3.3 開環傳遞函數的伯德圖畫法
6.4 系統的閉環頻率特性
6.4.1 閉環頻率特性
6.4.2 閉環頻率特性曲線的繪制
6.4.3 閉環頻率指標
6.5 頻域性能指標與時域性能指標之間的關系
6.5.1 時域性能指標
6.5.2 頻域性能指標
6.5.3 頻域指標與時域指標之間的關系
6.6 Matlab在頻域分析中的應用
6.6.1 nyquist曲線的繪制
6.6.2 Bode圖的繪制
習題
第7章 系統穩定性分析
7.1 系統穩定性的基本概念
7.2 線性定常系統穩定的充要條件
7.3 勞斯穩定判據
7.4 奈奎斯特穩定判據
7.4.1 輔助函數的構造
7.4.2 輔角定理
7.4.3 奈奎斯特穩定判據
7.5 對數頻率特性的穩定判據
7.6 系統的相對穩定性分析
7.6.1 相角裕量g
7.6.2 增益裕量
7.7 Matlab在系統穩定性分析中的應用
7.7.1 用時域分析法判斷系統穩定性
7.7.2 用根軌跡法判斷系統的穩定性
7.7.3 用頻率法判定系統穩定性
習題
第8章 誤差分析
8.1 穩態誤差的基本概念
8.2 給定信號作用下的穩態誤差及計算
8.2.1 階躍輸入作用下的穩態誤差與靜態位置誤差系數
8.2.2 斜坡輸入作用下的穩態誤差與靜態速度誤差系數
8.2.3 加速度輸入作用下的穩態誤差與靜態加速度誤差系數
8.2.4 動態誤差系數
8.3 擾動信號作用下的穩態誤差及計算
8.4 改善系統穩態精度的方法
8.4.1 增大系統開環增益或擾動作用點之前系統的前向通道增益
8.4.2 在系統的前向通道或主反饋通道設置串聯積分環節
8.4.3 采用串級控制抑制內回路擾動
8.4.4 采用復合控制方法
習題
第9章 系統的設計與校正
9.1 概述
9.1.1 綜合與校正的基本原則
9.1.2 校正方式
9.2 超前校正
9.2.1 超前校正的基本形式
9.2.2 超前校正的設計步驟
9.3 滯后校正
9.3.1 滯后校正的基本形式
9.3.2 滯后校正的設計步驟
9.4 滯后-超前校正
9.4.1 滯后-超前校正的基本形式
9.4.2 滯后-超前校正的設計步驟
9.5 PID控制規則
9.5.1 比例(P)控制器
9.5.2 積分(I)控制器
9.5.3 微分(D)控制器
9.5.4 比例-積分(PI)控制器
9.5.5 比例-微分(PD)控制器
9.5.6 比例-積分-微分(PID)控制器
9.6 Matlab在系統設計與校正中的應用
9.6.1 使用Matlab進行超前校正
9.6.2 使用Matlab進行滯后校正
9.6.3 使用Matlab進行滯后-超前校正
習題
附錄1 常用拉氏變換表
附錄2 常用校正裝置
附錄3 控制系統工具箱中的常用Matlab命令
參考文獻
新書資訊