第3版前言

《自動控制原理》是自動化學科的重要理論基礎課程，是專門研究有關自動控制系統中基本概念、基本原理和基本方法的一門課程，也是高等學校自動化類專業的一門核心基礎理論課程。學好自動控制理論，對掌握自動化技術有著重要作用。

2004年7月，初版教材出版發行，是為適應自動化學科的發展，擴寬專業面、優化整體教學體系的教學改革形勢，按照“理論講透，重在應用”的原則，總結了作者多年的教學經驗和課程教學改革的成果，參考了國內外控制理論及應用發展的方向，經反復討論編寫而成。2009年1月，第2版出版發行，并入選普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，至今已重印多次。幾年來，控制理論的教學在高等院校有了較大的發展，許多選用本教材的院校提出了一些寶貴的建議，為此，我們進行了第3版修訂。

第3版教材仍分8章及3個附錄。主要內容分為4大部分：第一部分包括基本概念，線性系統的數學模型，時域響應分析，根軌跡分析，頻域特性分析，控制系統設計與校正，這些內容屬于線性定常連續控制系統問題，闡明了自動控制的3個基本問題，即模型、分析和控制。第二部分闡述非線性系統的基本理論和分析方法，包括相平面法和描述函數法，目的是為學生進一步學習后續課程打下一定基礎。第三部分有意加強了作為數字控制理論基礎的采樣控制系統的討論，重點介紹了采樣系統的數學模型、穩定性分析與采樣系統的校正。第四部分為MATLAB軟件實現控制系統的輔助分析和設計，以培養學生現代化的分析與設計能力，適應21世紀教學現代化的發展要求。包括MATLAB與Simulink應用基礎知識和該軟件支持下的控制系統的計算機輔助分析與設計，設置于附錄A及各章的最后一節中。

與前兩版相比，第3版的內容保留了第2版增補的內容并進行了優化：線性常微分方程求解，傳遞函數零點和極點對系統輸出的影響，方框圖利用梅森公式求傳遞函數，實驗方法建立系統的數學模型；二階系統的過阻尼動態分析，單位斜坡響應及非零初始條件下的輸出響應分析，高階系統的動態性能分析；根軌跡與系統性能、閉環零點、極點與開環零點、極點之間的關系，多變量根軌跡、零極點對根軌跡的影響，利用根軌跡分析系統性能；頻率特性的圖形、利用頻率特性分析系統品質、MATLAB頻域特性分析，頻率法串聯校正、復合校正實例；控制系統設計的MATLAB實現；非線性系統相平面圖的解析繪制、由相軌跡求取時間、非線性系統的穩定性分析及非線性系統的簡化；采樣過程的數學描述、采樣周期的選擇等。

第3版修訂的重點是習題和例題部分。強化了一般習題，增加了典型題詳解和考研試題。所有章中的習題均改為A典型題詳解、B考研試題和C習題，分章節詳細給出。此外，在第3版修訂中，對第2版中存在的不適之處進行了改正或優化。

第3版教材是面向應用型大學人才培養需要的一本教材，適用對象為工程應用型自動化專業的本科學生，也可供電氣信息類其他專業的研究生以及工程技術人員使用。在編寫過程中，作者充分注意到以下幾點：

（1）注重體系的基本結構，強調控制理論的基本概念、基本原理和基本方法，內容精煉，重點突出，不以細節為主。

（2）以學生為本，加強能力培養，遵照認識規律，內容敘述力求深入淺出、層次分明；注意理論的完整性與工程實用性相結合，培養學生的工程意識。

（3）引入了MATLAB軟件實現控制系統的輔助分析和設計，以培養學生現代化的分析與設計能力，適應21世紀教學現代化的發展要求。

（4）為了便于不同層次的學生和讀者自學，各章都附有較豐富的有難度層次的典型例題和習題及習題詳解，特別是為滿足考研學生的需要，增加了考研試題。

（5）為了拓寬學生的知識面，滿足學生主動學習及激發學生求知興趣，我們在電子課件中選入了一些來源于實際控制工程的案例，便于學生理解和消化控制知識。

（6）給出本書主要專業術語的英語對照，以方便學生閱讀相關的英文文獻。

本書適用于64～80學時課內教學。本書由劉文定和謝克明主編。參加編寫的有：謝克明（前言、第1章、附錄A、B、C），謝剛（第2、3章），續欣瑩（第4章），劉文定（第5、6、7章），劉洪錦（第8章）。全書由劉文定和謝克明統稿。

借此衷心感謝本書的主審李友善教授和責任編輯凌毅女士，同時對在本書編寫過程中給予幫助的各位人員表示誠摯的謝意。

本書提供配套的電子課件，可登錄電子工業出版社的華信教育資源網：www.hxedu.com.cn，注冊后免費下載。

由于筆者水平有限，書中錯誤和不妥之處難免，懇請廣大讀者批評指正。

劉文定 謝克明

2013年1月