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控制系统原理及相近课程是高等学校信息类和机电类等专业学生的核心课程之一，本书一直是此类课程畅销全球的教材范本，主要内容包括控制系统导论、系统数学模型、状态空间模型、反馈控制系统的特性、反馈控制系统的性能、线性反馈系统的稳定性、根轨迹法、频率响应方法、频域稳定性、反馈控制系统设计、状态变量反馈系统设计、鲁棒控制系统和数字控制系统等。本书的例子和习题大多取材于现代科技领域中的实际问题，新颖而恰当。学习和解决这些问题，可以使学生的创造性素养得到潜移默化的提升。

第1章控制系统导论1

1.1引言1

1.2自动控制简史4

1.3控制系统实例8

1.4工程设计12

1.5控制系统设计13

1.6机电一体化系统15

1.7绿色工程18

1.8控制系统前瞻19

1.9设计实例20

1.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统23

1.11小结25

技能自测25

基础练习题27

一般习题28

难题32

设计题33

术语和概念35

第2章系统数学模型37

2.1引言37

2.2物理系统的微分方程(组)37

2.3物理系统的线性近似41

2.4拉普拉斯变换43

2.5线性系统的传递函数48

2.6框图模型58

2.7信号流图模型61

2.8设计实例66

2.9利用控制系统设计软件进行系统仿真80

2.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统91

2.11小结93

技能自测93

基础练习题96

一般习题102

难题113

设计题115

计算机辅助设计题117

术语和概念119

第3章状态空间模型122

3.1引言122

3.2动态系统的状态变量123

3.3状态微分方程（组）125

3.4信号流图模型和框图模型129

3.5其他形式的信号流图和框图模型137

3.6由状态方程求解传递函数140

3.7状态转移矩阵和系统时间响应141

3.8设计实例144

3.9利用控制系统设计软件分析状态空间模型154

3.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统157

3.11小结159

技能自测159

基础练习题162

一般习题165

难题173

设计题175

计算机辅助设计题176

术语和概念178

第4章反馈控制系统的特性180

4.1引言180

4.2偏差信号分析182

4.3控制系统对参数变化的灵敏度184

4.4反馈控制系统的干扰信号187

4.5系统瞬态响应的调控190

4.6稳态误差192

4.7反馈的代价194

4.8设计实例195

4.9利用控制系统设计软件分析控制系统的特性204

4.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统209

4.11小结212

技能自测213

基础练习题215

一般习题219

难题227

设计题229

计算机辅助设计题233

术语和概念236

第5章反馈控制系统的性能237

5.1引言237

5.2测试输入信号238

5.3二阶系统的性能240

5.4零点和第三个极点对二阶系统响应的影响244

5.5s平面上特征根的位置与系统的瞬态响应248

5.6反馈控制系统的稳态误差249

5.7综合性能指标254

5.8线性系统的简化258

5.9设计实例261

5.10利用控制系统设计软件分析系统性能270

5.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统274

5.12小结276

技能自测277

基础练习题279

一般习题283

难题288

设计题290

计算机辅助设计题293

术语和概念296

第6章线性反馈系统的稳定性297

6.1稳定性的概念297

6.2劳斯赫尔维茨稳定性判据300

6.3反馈控制系统的相对稳定性306

6.4状态变量系统的稳定性307

6.5设计实例309

6.6利用控制系统设计软件分析系统的稳定性315

6.7循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统320

6.8小结322

技能自测322

基础练习题324

一般习题327

难题332

设计题335

计算机辅助设计题337

术语和概念339

第7章根轨迹法340

7.1引言340

7.2根轨迹的概念340

7.3绘制根轨迹344

7.4应用根轨迹法进行参数设计355

7.5灵敏度与根轨迹358

7.6PID控制器362

7.7负增益控制371

7.8设计实例375

7.9利用控制系统设计软件分析根轨迹382

7.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统386

7.11小结387

技能自测389

基础练习题392

一般习题396

难题406

设计题410

计算机辅助设计题415

术语和概念417

第8章频率响应法419

8.1引言419

8.2频率响应图421

8.3频率响应测量437

8.4频域性能指标438

8.5对数幅相图440

8.6设计实例441

8.7利用控制系统设计软件的频率响应方法448

8.8循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统453

8.9小结455

技能自测456

基础练习题459

一般习题462

难题471

设计题472

计算机辅助设计题475

术语和概念477

第9章频域稳定性479

9.1引言479

9.2s平面上的围线映射480

9.3奈奎斯特稳定性判据484

9.4相对稳定性与奈奎斯特稳定性判据492

9.5利用频域方法确定系统的时域性能指标497

9.6系统带宽503

9.7时延系统的稳定性503

9.8设计实例506

9.9频域中的PID控制器520

9.10利用控制系统设计软件分析频域稳定性521

9.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统535

9.12小结536

技能自测537

基础练习题539

一般习题544

难题553

设计题557

计算机辅助设计题562

术语和概念564

第10章反馈控制系统设计565

10.1引言565

10.2系统设计方法566

10.3串联校正器567

10.4用伯德图法设计超前校正器570

10.5用根轨迹法设计超前校正器575

10.6利用积分型校正器设计反馈控制系统580

10.7用根轨迹法设计滞后校正器582

10.8用伯德图法设计滞后校正器585

10.9在伯德图上用解析法进行系统设计588

10.10带前置滤波器的反馈控制系统589

10.11设计具有小节拍响应的系统592

10.12设计实例594

10.13利用控制系统设计软件设计控制系统601

10.14循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统606

10.15小结607

技能自测608

基础练习题611

一般习题615

难题624

设计题626

计算机辅助设计题630

术语和概念632

第11章状态变量反馈系统设计634

11.1引言634

11.2能控性和能观性635

11.3全状态反馈控制设计639

11.4观测器设计643

11.5观测器和全状态反馈控制的集成646

11.6参考输入信号651

11.7控制系统653

11.8内模设计659

11.9设计实例662

11.10利用控制系统设计软件设计状态变量反馈667

11.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统671

11.12小结672

技能自测673

基础练习题676

一般习题678

难题682

设计题686

计算机辅助设计题689

术语和概念692

第12章鲁棒控制系统694

12.1引言694

12.2鲁棒控制系统和系统灵敏度695

12.3鲁棒性分析698

12.4含有不确定参数的系统700

12.5鲁棒控制系统设计701

12.6鲁棒PID控制器设计705

12.7鲁棒内模控制系统708

12.8设计实例710

12.9伪定量反馈系统718

12.10利用控制系统设计软件设计

鲁棒控制系统720

12.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统722

12.12小结723

技能自测724

基础练习题727

一般习题729

难题733

设计题736

计算机辅助设计题740

术语和概念743

第13章数字控制系统744

13.1引言744

13.2数字控制系统应用概貌744

13.3采样控制系统746

13.4z变换748

13.5闭环反馈采样控制系统751

13.6二阶采样控制系统的性能754

13.7带有数字校正器的闭环系统756

13.8数字控制系统的根轨迹758

13.9控制器的数字实现761

13.10设计实例762

13.11利用控制系统设计软件设计数字控制系统768

13.12循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统772

13.13小结773

技能自测773

基础练习题776

一般习题778

难题780

设计题781

计算机辅助设计题783

术语和概念784

参考文献785

Richard C. Dorf是美国加利福尼亚大学戴维斯分校的电气与计算机工程教授，IEEE会士和ASEE会士， 一直活跃在控制系统设计和机器人等研究领域。作为在电子工程专业及其应用领域内的知名学者，Dorf教授已成功撰写和编著出版了多本工程类教材和手册。Robert H. Bishop是美国马凯特大学工学院院长，AIAA会士和AAS会士。在受聘马凯特大学之前，在得克萨斯大学奥斯汀分校航天工程与机械工程系任教20年， 他是该校的杰出教授，拥有Joe J. King教授讲席。

谢红卫 湖北洪湖人，博士，国防科技大学教授，博士生导师。主要学术方向为自动控制理论、实验鉴定与评估技术、生物信息学。学校“自动控制原理”系列课程的负责人，负责建设的“自动控制原理”课程获评湖南省精品课程。获得军队院校“育才奖”银奖1项，省教学成果二等奖1项，编写、翻译出版教材和专著6部。承担完成科研项目30余项。发表论文100余篇，其中40余篇被SCI收录。获得国防科学技术奖二等奖1项，中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖1项。孙志强 山东青岛人，博士，高级工程师，曾任国防科技大学讲师，担任过多年的“化方法”和“自动控制原理”课程的主讲教师，承担或参与过多项教学科研项目，发表过多篇教学、科研论文。现任某公司研发工程师，从事声学信号处理、智能交通等方面的技术和产品开发工作。

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。。。幸好，Nyquist判据可以用来确定时滞在反馈系统相对稳定性上的影响。。。

书籍介绍

控制系统原理及相近课程是高等学校信息类和机电类等专业学生的核心课程之一，本书一直是此类课程畅销全球的教材范本，主要内容包括控制系统导论、系统数学模型、状态空间模型、反馈控制系统的特性、反馈控制系统的性能、线性反馈系统的稳定性、根轨迹法、频率响应方法、频域稳定性、反馈控制系统设计、状态变量反馈系统设计、鲁棒控制系统和数字控制系统等。本书的例子和习题大多取材于现代科技领域中的实际问题，新颖而恰当。学习和解决这些问题，可以使学生的创造性素养得到潜移默化的提升。