本书为电力行业十四五规划教材。本书分为九章。第d一~六章内容为自动控制原理,包括自动控制系统概述、控制系统的数学模型、控制系统时域分析法、控制系统频率分析法、控制系统的校正、线性采样系统控制技术等,该部分内容是对系统进行分析和设计的理论基础;第七~九章内容为自动控制系统,包括直流调速控制系统、交流调速控制
系统、位置随动控制系统的工作原理与性能分析等。各章均配有实例、MATLAB仿真软件应用,还介绍了五个典型实验,供学习参考。

内容详实,有丰富实例和MATLAB仿真,适合教学。

为贯彻落实《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》《教j育y部关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见》《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》等文件精神,促进高等职业教育的内涵建设,进一步推动高等职业教育课程改革和教材建设的发展,中国电力出版社组织遴选了高等职业教育电力行业十四五规划教材。本书是为适应高等职业教育电力、自动化及机电类各专业的教学要求进行编写,突出了高层次技术技能人才培养特色。自动控制作为重要的技术手段,在现代科学技术的许多领域中得到广泛的应用,不仅可以提高劳动生产力和产品质量,改善劳动条件,而且在人类征服自然、探索新能源、发展空间技术和改善人民物质生活等方面起着极为重要的作用。全书力求突出物理概念,避免繁琐的数学推导,深入浅出,强调工程应用。书中大量实例和习题来源于工程实际,增强了本书的实用性,有利于激发读者的学习兴趣,加深读者对控制技术在国民经济建设中的重要地位的认识。全书精心组织了一个在控制工程中的重要应用实例磁盘驱动读取系统,并将它贯穿于自动控制原理内容始终,各章都结合本章所介绍的原理、方法对该系统进行循序渐进的分析,有利于帮助学生建立起系统工程的观念,提高应用控制理论分析实际控制系统的能力。本书体现了以控制理论为基础,以计算机为核心的现代控制工程特点,有关各章都结合书本内容介绍了运用MATLAB软件分析和设计自动控制系统的基本方法,再配合附录二中MATLAB应用简介,可使学生较易理解和掌握MATLAB在控制工程中的应用,有利于培养学生应用计算机辅助分析和设计控制系统的能力。本书由河北石油职业技术大学胡祝兵任主编,并编写第四章、第七章、第九章、附录、第二~六章中关于MATLAB的应用一节;王艳华任副主编,并编写第一、二章;韩志凌教授编写第三、五章;刘海波编写第八章;齐琳编写了第六章;承德市中瑞自动化工程有限公司高树红对该书提出许多宝贵修改意见,在此表示感谢。本书由甄玉杰教授担任主审,审阅过程中提出了许多宝贵的意见和建议,在此表示衷心的感谢!限于编者水平,书中若有缺点和不当之处,恳请读者批评、指正。编 者2023年12月

王艳华,硕士研究生,教授,承德石油高等专科学校电气与电子系,从事电气自动化技术专业教学和科研工作,主持和参与多项科研课题。副主编：胡祝兵,参编：韩志凌、刘海波,均为承德石油高等专科学校教师,在自动化技术领域从事教学和科研工作。

前言
第一章自动控制系统概述 1
第一节自动控制的基本概念 1
第二节自动控制系统的基本控制方式 2
第三节自动控制系统的分类 5
第四节自动控制系统的性能要求 7
第五节自动控制理论发展 8
第六节自动控制系统的建立过程 10
第七节循序渐进分析示例磁盘驱动读取系统 12
小结 12
术语和概念 13
习题 14
第二章控制系统的数学模型 16
第一节控制系统的微分方程 16
第二节传递函数 23
第三节自动控制系统动态结构图及其等效变换 35
第四节反馈控制系统的传递函数 45
第五节用MATLAB处理控制系统数学模型 47
第六节循序渐进分析示例磁盘驱动读取系统 50
小结 51
术语和概念 52
习题 53
第三章控制系统时域分析法 57
第一节控制系统的动态性能指标 57
第二节一阶系统的时域分析 60
第三节典型二阶系统的时域分析 64
第四节高阶系统的时域分析 72
第五节控制系统的稳定性分析 74
第六节控制系统稳态误差分析 80
第七节MATLAB用于控制系统时域分析 87
第八节循序渐进分析示例磁盘驱动读取系统 91
小结 97
术语和概念 97
习题 98
第四章控制系统频率分析法 101
第一节频率特性的基本概念与表示方法 101
第二节控制系统典型环节的频率特性 105
第三节控制系统的开环频率特性 110
第四节奈奎斯特稳定判据和控制系统的相对稳定性 117
第五节控制系统开环频率特性与时域指标的关系 124
第六节MATLAB用于控制系统频域分析 131
第七节循序渐进分析示例磁盘驱动读取系统 136
小结 138
术语和概念 139
习题 139
第五章控制系统的校正 143
第一节控制系统的设计与校正 143
第二节控制系统串联校正 144
第三节控制系统工程设计方法 155
第四节反馈校正 159
第五节复合校正 162
第六节MATLAB用于控制系统的校正 164
第七节循序渐进分析示例磁盘驱动读取系统 170
小结 172
术语和概念 172
习题 172
第六章线性采样系统控制技术 176
第一节采样控制系统的基本概念 176
第二节Z变换 180
第三节采样控制系统的数学模型 186
第四节采样控制系统分析 192
第五节MATLAB用于采样控制系统分析 200
第六节循序渐进分析示例磁盘驱动读取系统 204
小结 206
术语和概念 206
习题 207
第七章直流调速控制系统 209
第一节直流调速系统基础知识 209
第二节单闭环直流调速系统 212
第三节双闭环直流调速系统 219
第四节MATLAB用于直流调速系统 225
小结 227
术语和概念 228
习题 228
第八章交流调速控制系统 229
第一节交流调速系统分类 229
第二节笼型异步电动机变极调速系统 230
第三节异步电动机变转差率调速系统 231
第四节异步电动机变频调速系统及变频器 244
第五节MATLAB用于交流调压调速系统 258
小结 263
术语和概念 263
习题 263
第九章位置随动控制系统 264
第一节位置随动控制系统概述 264
第二节位置随动控制系统的主要部件 267
第三节位置随动控制系统的设计 275
小结 278
术语和概念 278
习题 279
附录 280
附录一常用函数的拉氏变换和Z变换 280
附录二MATLAB的应用介绍 282
附录三控制系统典型实验 287
实验一 典型环节的模拟研究 287
实验二 典型系统动态响应和稳定性 292
实验三 控制系统的频率特性 295
实验四 系统校正 297
实验五 采样控制系统分析 300
主要参考文献 303