“控制工程基础”是电气信息类的基础课程。本书力求贴近实际，满足多学科交叉背景学生的教学需要，体现宽口径的教学思想。本书可以作为国内重点大学电子信息学院大平台基础课的教材。
　　《控制工程基础（第2版）》比较全面地介绍了自动控制原理的基本理论及工程分析和设计方法，使读者能够清晰掌握线性反馈控制系统的基本原理和基本概念，学会利用时域法、频率特性法和根轨迹法等来分析、设计自动控制系统。本书侧重反映基本概念，重视基础知识讲解，强调物理概念，简化理论推导，尽量做到深入浅出、叙述严密。书中包含丰富的例题和习题。为强调理论和实际的联系，收录了一定数量的结合工程实际的例题，在离散控制系统一章中增加了计算机控制系统的实用知识。本书还引入了利用计算机软件研究控制系统的方法，精简了部分手工作图方法的技术细节，但仍然保留有价值的简图绘制以及利用它们分析概念性问题的方法。

　　仅以《控制工程基础》的再版纪念过世的王诗宓教授。
　　“本书以侧重于反映最基本的概念，重视基础知识的讲解。在叙述原理时强调物理概念，简化理论推导，并尽量做到深入浅出，叙述严密。本书包含丰富的例题和习题，熟悉这些例题并完成习题，对读者理解概念和掌握方法会有很大的帮助。为了强调理论和实际的联系，本书收录了一定数量的结合工程实际的例题，在离散控制系统一章中增加了计算机控制系统的实用知识。本书还引入了利用计算机软件研究控制系统的方法，精简了一批过时的手工作图方法的应用细节。不过，本书仍然保留了某些有价值的简图绘制以及利用它们分析概念性问题的方法。”
　　《控制工程基础》的再版，由窦曰轩修订第1、2、3、4、5章； 杜继宏修订第6、7、8、9章。
　　与本书配套的教辅材料——《控制工程基础习题解答》已经出版。《控制工程基础习题解答》包含本书中全部习题参考解答（文字解答题除外），对每道习题都给出了比较详细的、步骤清晰的解题过程； 对许多习题，在题解之外还附加了一项或几项说明，这些说明可以帮助读者更好地理解题目涉及的基本概念、基本方法，也有助于启发读者对各种问题作进一步的思考和分析，同时了解试探法求解某些方程的过程。
　　在编写本书的过程中，参考了许多相关的优秀教材和著作，编者向收录于参考文献中的各位作者表示真诚的谢意。
　　编者
　　2014年6月于清华园

第1章绪论

1.1控制系统的示例

1.2自动控制系统的基本形式

1.3对控制系统性能的基本要求

1.4自动控制理论的发展简史

习题


第2章控制系统的数学描述

2.1引言

2.2微分方程描述方法

2.2.1描述运动的微分方程

2.2.2非线性方程的线性化

2.2.3从原始方程组推导微分方程

2.2.4离散时间系统的运动方程

2.3求解微分方程的拉普拉斯变换方法

2.3.1拉普拉斯变换及性质

2.3.2逆拉普拉斯变换

2.3.3用拉普拉斯变换解微分方程

2.3.4运动模态

2.4传递函数描述方法

2.4.1传递函数

2.4.2传递函数的极点与零点

2.4.3极点与零点的对消

2.5闭环系统的传递函数

2.5.1框图

2.5.2闭环系统的传递函数

2.5.3信号流图

2.6基本单元

2.7卫星通信天线定位系统

2.8锅炉水位控制系统

2.9本章小结

习题


第3章线性控制系统的运动

3.1引言

3.2线性系统的典型时间响应

3.2.1控制系统的典型输入

3.2.2典型输出响应

3.3稳定性和劳斯判据

3.3.1运动的稳定性

3.3.2线性系统的稳定性

3.3.3劳斯判据

3.4稳定系统响应的性能指标

3.4.1稳态误差

3.4.2扰动作用下的稳态误差

3.4.3瞬态响应指标

3.4.4误差积分指标

3.5一阶系统响应的分析

3.6二阶系统响应的分析

3.6.1标准二阶系统的阶跃响应

3.6.2标准二阶系统的瞬态响应指标

3.6.3标准二阶系统的冲激响应

3.6.4具有微分作用的二阶系统

3.7高阶系统的运动

3.7.1高阶系统的二阶近似

3.7.2高阶系统运动特性的一般特征

3.8卫星天线控制系统的运动分析

3.9本章小结

习题


第4章频率响应法

4.1引言

4.2频率特性函数

4.3频率特性函数的图像

4.3.1伯德图

4.3.2极坐标图

4.3.3尼柯尔斯图

4.4奈奎斯特稳定性判据及其应用

4.4.1奈奎斯特稳定性判据

4.4.2奈奎斯特稳定性判据应用举例

4.4.3控制系统的稳定裕度

4.5闭环频率特性

4.5.1闭环频率特性的特点

4.5.2绘制闭环频率特性的常用工具图

4.6开环频率特性与闭环系统响应的关系

4.7卫星天线控制系统的频率特性

4.8本章小结

习题


第5章控制系统的频域校正

5.1引言

5.2校正的基本概念

5.3超前校正

5.3.1超前校正的性质和作用

5.3.2设计示例

5.4滞后校正

5.4.1滞后校正的性质和作用

5.4.2设计示例

5.5超前滞后校正

5.5.1超前滞后校正的性质和作用

5.5.2设计示例

5.6比例积分微分校正

5.6.1比例积分微分校正作用

5.6.2比例积分微分校正的参数整定

5.6.3设计示例

5.7采用预期开环频率特性的设计

5.7.1典型四阶开环模型

5.7.2设计示例

5.7.3自动控制系统的工程设计方法

5.8本章小结

习题


第6章根轨迹方法及控制系统的校正

6.1引言

6.2根轨迹的基本概念及绘制

6.2.1根轨迹

6.2.2闭环零点、极点与开环零点、极点的关系

6.2.3根轨迹的幅值条件和幅角条件

6.2.4计算机辅助绘制根轨迹

6.3根轨迹的基本性质

6.4根轨迹方法应用示例

6.4.1条件稳定系统

6.4.2增加极点或零点对根轨迹的影响

6.4.3参数根轨迹和根轨迹族

6.4.4延时系统

6.5常用串联校正装置的性质

6.5.1超前校正装置

6.5.2滞后校正装置

6.5.3超前滞后校正装置

6.6超前校正

6.6.1超前校正的基本设计方法

6.6.2设计示例

6.7滞后校正

6.7.1滞后校正的基本设计方法

6.7.2设计示例

6.8超前滞后校正

6.8.1超前滞后校正的一般设计方法

6.8.2设计示例

6.9本章小结

习题


第7章多回路控制策略

7.1引言

7.2单回路控制系统中存在的问题

7.2.1扰动特性

7.2.2扰动进入点的影响

7.2.3调节器增益变化的影响

7.2.4小结

7.3串级控制

7.3.1串级控制的优点

7.3.2串级控制的设计原则与实施中的问题

7.3.3小结

7.4补偿控制

7.4.1扰动不变性原理和双通道原理

7.4.2前馈补偿控制

7.4.3前馈补偿调节器

7.4.4锅炉水位控制系统

7.4.5大滞后对象的补偿控制

7.4.6小结

7.5他励直流电机调速系统

7.5.1转速负反馈单回路直流调速系统

7.5.2转速电流双回路直流调速系统

7.5.3设计示例

7.5.4小结

7.6双变量系统的解耦控制

7.6.1减少双变量系统稳态相互作用的策略

7.6.2采用前馈补偿实现解耦控制

7.6.3实现解耦控制的对角矩阵法

7.6.4小结

7.7本章小结

习题


第8章线性离散控制系统

8.1引言

8.2采样与保持

8.2.1采样过程

8.2.2理想采样过程

8.2.3保持器

8.2.4A/D转换器和D/A转换器

8.2.5小结

8.3z变换

8.3.1时间函数的z变换

8.3.2z变换的性质

8.3.3z反变换

8.3.4小结

8.4离散控制系统的数学模型

8.4.1差分方程及其求解

8.4.2脉冲传递函数

8.4.3闭环系统的脉冲传递函数

8.4.4小结

8.5离散系统的稳定性分析

8.5.1s平面与z平面之间的映射

8.5.2z平面上的稳定性分析

8.5.3双线性变换

8.5.4w平面上的稳定性分析

8.5.5小结

8.6离散控制系统的时间响应

8.6.1闭环极点与冲激响应的关系

8.6.2离散系统的瞬态响应指标

8.6.3离散系统的稳态响应

8.6.4修正的z变换

8.6.5小结

8.7本章小结

习题


第9章离散控制系统的校正综合

9.1引言

9.2连续部件离散化的几种近似方法

9.2.1冲激响应不变法

9.2.2零阶保持器近似法

9.2.3极零匹配映射法

9.2.4后向差分法

9.2.5梯形积分法

9.2.6小结

9.3等效模拟校正设计方法

9.3.1离散系统的两类校正设计方法

9.3.2数字控制器的等效模拟校正设计

9.3.3数字PID控制器

9.3.4数字控制器的编程实现

9.3.5小结

9.4直接数字校正设计方法

9.4.1数字控制器的直接设计

9.4.2数字控制器的解析设计

9.4.3最小时间响应

9.4.4达林算法

9.4.5小结

9.5本章小结

习题


名词索引


参考文献