前言

目前市場上已經出版了很多關于自動控制理論的書籍。本書不再更多地介紹控制理論，而是結合各種實際設計問題，來闡述一些控制設計方法的應用。作者在長期的教學和科研工作中發現，多數學生或研究人員，學完理論進行設計時，遇到具體問題往往不知如何入手。同時，關于控制系統設計的一些書籍中先進的設計方法在處理常規系統的設計方面都有很好的例子，但是在處理一些特殊類型系統的設計方面尚少有討論或只有一些原理性的討論。例如對不穩定對象、弱阻尼撓性系統、三明治系統、柔性關節機械臂、超空泡航行體以及非線性多項式系統設計等。這里指的是如何明確這些特殊類型系統的設計要求、設計限制和特點，以及PID和H_∞等先進綜合方法在滿足這些特殊設計要求時理論上要進行的一些工作。本書的主要內容就是要將這些先進的設計方法推廣到一些常見的特殊系統上，為這些系統提供一些實用的設計方法，同時又充實和發展一些新興的設計理論。

本書共分為7章。第1章介紹控制系統及技術的發展、主要分析方法和性能指標；第2章介紹不穩定對象的控制設計方法；第3章介紹撓性系統的控制設計方法；第4章介紹三明治系統的復合控制器設計方法；第5章介紹基于奇異值攝動的雙連桿機械臂軌跡跟蹤控制；第6章介紹超空泡航行體的控制設計方法；第7章介紹非線性多項式系統的SOS法分析和設計。本書的基礎主要是作者孟范偉博士期間的研究成果。然后根據全體作者們多年的教學和科研實踐，又擴充了近年來控制系統設計方面的一些實例。本書由孟范偉、李文超、龐愛平、沙曉鵬共同編寫，全書由孟范偉統稿。

本書介紹了大量的應用實例和較多的設計方法，因此本書對從事控制理論研究的人員具有一定的參考價值。閱讀本書只需具備自動控制原理、現代控制理論以及一些基本的數學知識。本書也可作為自動控制專業高年級本科生和研究生的教材，適用于32學時。

本書得到了東北大學秦皇島分校一流課程建設的專項資金支持。東北大學秦皇島分校段洪君教授對書稿進行了仔細的評閱并提出了許多寶貴的意見。本書在完稿過程中得到了哈爾濱工業大學博士生成知寧的大力支持，他承擔了大量的圖稿制作工作。在此一并致謝。

作者

于東北大學秦皇島分校