王建輝、顧樹生主編的這本《自動控制原理(第 2版)》闡述了經(jīng)典控制理論的基本概念、原理和自 動控制系統(tǒng)的各種分析方法,主要內(nèi)容包括線性連續(xù) 系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的時域和頻域理論,如系統(tǒng)的動態(tài)性 能、靜態(tài)性能、穩(wěn)定性的分析和各種設(shè)計方法的運用 等。
《自動控制原理(第2版)》從基本概念、基本 分析方法入手,結(jié)合生產(chǎn)和生活中的實例,以時域分 析方法為主線,時域分析和頻域分析并進,在嚴謹?shù)?數(shù)學推導的基礎(chǔ)上,利用直觀的物理概念,引出系統(tǒng) 參數(shù)與系統(tǒng)指標之間的內(nèi)在聯(lián)系。
《自動控制原理(第2版)》既可以作為高等學 校自動化、儀表、電氣傳動、計算機、機械、化工、 航天航空等相關(guān)專業(yè)的教材,也可供有關(guān)工程技術(shù)人 員再學習時參考。
王建輝、顧樹生主編的這本《自動控制原理(第2版)》是全國高等學校自動化專業(yè)系列教材之一。教材共設(shè)8個章節(jié),內(nèi)容包括:自動控制系統(tǒng)的基本概念,自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型,自動控制系統(tǒng)的時域分析,根軌跡法,頻率法,控制系統(tǒng)的校正及綜合,非線性系統(tǒng)分析,線性離散系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。
自動控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域。自動控制技術(shù)以控制理論為基礎(chǔ),以計算機為手段,解決了一系列高科技難題,諸如宇宙航行、航空航天工程、導彈制導與導彈防御體系等領(lǐng)域的一些高精度控制問題等,在科學技術(shù)現(xiàn)代化的發(fā)展與創(chuàng)新過程中,正在發(fā)揮著越來越重要的作用。
“自動控制原理”是自動化及相關(guān)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。由于自動控制技術(shù)在各個行業(yè)的廣泛滲透,其控制理論已逐漸成為高等學校許多學科共同的專業(yè)基礎(chǔ),且愈來愈占有重要的位置。
控制理論一般分為以講述單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)理論為主的經(jīng)典控制理論(自動控制原理)和以講述多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)理論為主的所謂“現(xiàn)代控制理論”。實質(zhì)上,SISO理論既是MIMO理論的特例,又是MIMO理論的基礎(chǔ)。這兩種理論是互通的,有著極其密切的內(nèi)在聯(lián)系。研究所用的主要方法都是以時域和頻域為主。在研究MIMO系統(tǒng)時經(jīng)常采用解耦的方法,把多變量、強耦合的系統(tǒng)分解成若干個獨立系統(tǒng),再用單變量系統(tǒng)的理論進行分析與綜合。
由于計算機技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展,加快了社會信息化的進程,拓寬了自動化專業(yè)的發(fā)展空間。在以教學創(chuàng)新為目標,以教材建設(shè)帶動教學改革的思想指導下,本教材在20多年實踐的歷程中,不斷修訂。1980年,初版由楊自厚主編、冶金工業(yè)出版社出版; 1987年出版了修訂版; 2001年9月由顧樹生、王建輝主編,楊自厚主審,出版了第3版(原冶金工業(yè)部“九五”規(guī)劃教材); 2005年1月由王建輝、顧樹生主編,楊自厚主審,出版了第4版; 2007年4月入選全國高等學校自動化專業(yè)系列教材,由清華大學出版社出版。
教材的每次修訂都是在前修訂版的基礎(chǔ)上重構(gòu)和重組,以適應(yīng)教學改革的需要和市場經(jīng)濟對人才培養(yǎng)的要求; 教學內(nèi)容的增減,更適合自主學習——這是今后大學生的主要學習方式,體現(xiàn)了“先進性、創(chuàng)新性、適用性”,體現(xiàn)了自動化類教材要與國際接軌,要面向世界、面向未來、面向經(jīng)濟建設(shè)的辦學指導思想。
該教材曾獲機械工業(yè)出版社優(yōu)秀教材二等獎,遼寧省優(yōu)秀教學成果二等獎,并被評為遼寧省和東北大學精品教材。目前已累計發(fā)行逾16萬冊。為東北大學的“自動控制原理”課程成為國家級精品課奠定了堅實的基礎(chǔ)。
本書注重更新觀念,深化改革,理論聯(lián)系實際,努力拓寬專業(yè)口徑,以增強培養(yǎng)人才的適應(yīng)性; 為加強基本理論、工程技能和專業(yè)素質(zhì)教育,在體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)容安排、授課方式等方面均作了大的改動; 引入了本科學生能夠理解的新方法; 改變了主要理論、方法的比例,并盡量使其相互獨立,以適應(yīng)教學、研究及人才培養(yǎng)的需要。
本教材從基本概念、基本分析方法入手,結(jié)合生產(chǎn)和生活中的實例,以時域分析方法為主線,時域分析和頻域分析并進,利用直觀的物理概念,使學生充分理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)與系統(tǒng)指標之間的內(nèi)在聯(lián)系,由淺入深地引導學生理解和掌握經(jīng)典控制理論的精髓。
此次重新出版保留了前五版的數(shù)學推導嚴謹、物理概念清楚等主要特色,加強了基本理論和基本概念的闡述,增加了通用性的內(nèi)容,除用數(shù)學工具分析工程中的實際系統(tǒng)之外,還力求由淺入深、循序漸進和突出重點,同時給學生自學留有充分的空間。這既給分析、設(shè)計和調(diào)試目前工業(yè)中廣泛應(yīng)用的各種控制系統(tǒng)提供了清楚的理論依據(jù),又為學習有關(guān)專門文獻和現(xiàn)代控制理論打下了良好的基礎(chǔ),也為進一步激發(fā)和調(diào)動學生的潛能和積極性創(chuàng)造了條件。
本書由王建輝、顧樹生主編。全書共分8章:第1章和各章MATLAB部分由徐林執(zhí)筆,第2章由方曉柯執(zhí)筆,第3、第4、第8章由王建輝執(zhí)筆,第5章由顧樹生執(zhí)筆,第6章由王大志執(zhí)筆,第7章由徐建有執(zhí)筆。應(yīng)當指出,本書版本的不斷修訂,是一個不斷完善、不斷提高、不斷創(chuàng)新的過程。在這個過程中,許多兄弟院校的同行對我們的工作給予了多方面的支持和幫助; 同時,還有我們永遠不會忘記本書初版和修訂版的作者:楊自厚、汪誼臣、吳源達、李寶澤、余平章、侯軍等教授對本書的貢獻; 我們的博士研究生張宇獻,碩士研究生吳同剛、趙光鑫、董亮、鮑鳳忠、浮潔、李琳、郭銀環(huán)、郭磊、郭銳、王留福、王立巖等參與了本書的打字、繪圖、排版。在此,謹向?qū)ξ覀兊木帉懝ぷ鹘o予積極支持和大力幫助的人們表示誠摯的謝意!
由于時間倉促,加之我們水平有限,錯誤在所難免,敬請廣大讀者諒解并予以指正,我們將不勝感激!
編者
2013年10月
王建輝,女,工學博士,東北大學教授、博士生導師,1957年生于遼寧。寶鋼教育獎獲得者,遼寧省教學名師,沈陽市優(yōu)秀教師。國家級教學團隊“自動化專業(yè)主干課教學團隊”、國家級精品課“自動控制原理”課程負責人。1982年東北工學院(今東北大學)自動控制系自動化專業(yè)畢業(yè)后留校任教,先后任自動控制教研室副主任、自動控制系副主任、自動化研究所副所長。主要研究方向為復雜控制系統(tǒng)的建模與控制、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下先進控制技術(shù)及其在工業(yè)中的應(yīng)用、智能控制理論及其應(yīng)用等。獲省部級科技進步獎4項、教育教學成果獎10余項,主持和參加國家及省部級自然科學基金等縱向科研課題10余項、各類教改課題項目近10項。發(fā)表有關(guān)論文100余篇。編著《自動控制原理》、《自動控制原理習題詳解》、《控制系統(tǒng)計算機仿真與輔助設(shè)計》。 顧樹生,黑龍江綏化人,1939年生,教授,博士生導師。1965年東北工學院(今東北大學)自動控制系畢業(yè)后留校任教,先后任教研室主任、系主任和信息學院院長。曾任中國自動化學會全國高校教學指導委員會副主任,中國自動化學會遼寧省分會副理事長。 主要研究方向為現(xiàn)代集成控制系統(tǒng)、實時智能控制系統(tǒng)。多年來指導博士研究生31人,已畢業(yè)12人。先后獲得國家科技進步獎2項,省部級獎4項,承擔國家及省級自然科學基金項目4項。發(fā)表論文100余篇,其中SCI檢索5篇,EI檢索35篇。編著《計算機控制系統(tǒng)》、《微型機過程控制系統(tǒng)》、《近代交流調(diào)速》,譯著《線性離散時間系統(tǒng)及其應(yīng)用》。
第1章 自動控制系統(tǒng)的基本概念第2章 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型第3章 自動控制系統(tǒng)的時域分析第4章 根軌跡法第5章 頻率法第6章 控制系統(tǒng)的校正及綜合第7章 非線性系統(tǒng)分析第8章 線性離散系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)名詞術(shù)語索引附錄 本書使用的部分MATLAB指令參考文獻