本书阐述了经典的自动控制基本理论分析和设计方法。全书共分6章，主要内容包括自动控制的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析、根轨迹法、控制系统的频域分析以及控制系统的校正与设计。
本书图文并茂，内容较为全面，理论阐述深入浅出，简化了理论推导，重在应用。各章附有丰富的例题和层次不一的课后习题，可满足不同层次读者的需求。
本书适合作为普通高等院校自动化及其相关专业（如电气工程及自动化、电子信息工程等专业）自动控制理论的本科生教材，也可作为自动化相关专业考研学生和从事控制工程的技术人员的参考书。

为推动新时代中国特色社会主义经济建设，促进经济转型升级，政府相继实施“一带一路”、“中国制造2025”等重大强国政策，这对工程领域技术人员的素质和能力提出了更高的要求，对工程教育的改革和发展也提出了更高的期望。自动控制技术作为20世纪发展最快、21世纪最重要的高新技术之一，在过程控制、航天航空、导弹制导、人工智能及自动驾驶等高尖技术领域中的应用也越来越深入和广泛。在工业、经济、生物、管理、社会学等各种领域，自动控制理论也得到了广泛的应用。自动控制技术已成为现代化社会不可或缺的一个组成部分。
“自动控制理论”是自动化专业及相关电类专业重要的专业基础课程，随着自动控制技术在各行各业的广泛应用，“自动控制理论”已成为许多高校的学科基础平台课。“自动控制理论”课程的知识覆盖面广、内容多，理论性和应用性都很强，具有一定深度和复杂性，本课程也是自动化专业研究生入学考试的必考科目之一。本课程的教学直接关系到相关专业学生基本素质与能力的培养和发展。
本书是为了响应高校新工科建设，配合高等学校工程教育的自动化专业认证工作，优化教学体系，在课程课时缩减的背景下而写。本书在编写过程中参考了大量自动控制理论相关的教材，同时融合了编者10多年的教学经验和课程改革成果。本书阐述了自动控制理论的基本概念、工作原理和分析方法，在阐述的过程中简化理论推导和证明，重视理论内容的应用，内容叙述力求通俗易懂、深入浅出，注重培养学生的工程意识。本书通过大量典型例题帮助读者理解抽象的理论概念。在习题的编排上，给出了基础题和提高题，提高题囊括了众多高校的研究生入学试题。难易程度不一的习题能够满足不同层次读者的需求。本书每章开头都给出了学习目标，便于读者了解该章的知识重点，在学习的时候做到有的放矢。每章结束都给出了小结，对本章的重点知识再次重申归纳，以加深读者的印象。
本书按应用型本科院校自动化专业的自动控制理论教学大纲（64学时）编写，在知识储备上默认读者具备了高等数学、电路、模拟电子技术、数字电子技术、复变函数与积分变换等相关的基础知识，例如，高等数学中的微分方程理论、复变函数中的拉普拉斯变换方法、普通物理中的力学定律、电路中的基本定律及电路分析方法以及运算放大器的理论。本书仅对这些必备基础知识在相关章节进行简单的回顾介绍。
本书共分6章，主要阐述线性定常系统的分析和设计方法，按照建模—分析—设计的思路展开，主要内容包括自动控制系统的基本概念（建议2学时）、控制系统的数学模型（建议13学时）、控制系统的时域分析（建议16学时）、根轨迹法（建议11学时）、控制系统的频域分析（建议13学时）以及控制系统的校正与设计（建议9学时）。全书围绕自动控制系统的三个要求，即“稳”、“快”、“准”这条主线展开，在建立控制系统的数学模型后，采用时域分析、根轨迹分析和频域分析来分析系统的稳定性、稳态性能和动态性能。在分析系统性能后，若系统未能满足要求，可通过基于频率法的串联校正器的设计使系统满足期望的性能指标。
本书理论体系较为完善，适合作为普通高等院校自动化及其相关专业（如电气工程及自动化、电子信息工程等专业）自动控制理论的本科生教材，也可作为自动化相关专业考研学生和从事控制工程的技术人员的参考书。
本书由吴健珍主编，王娆芬参与编写。其中，第1章和第6章由王娆芬编写，第2章~第5章由吴健珍编写。在本书的编写过程中，得到了陈剑雪、李毓媛等老师热情的支持和帮助，在此一并表示诚挚的感谢。
由于编者水平有限，加之编写时间仓促，书中不妥之处在所难免，恳请读者提出宝贵意见，以便本书进一步修订和完善。
编者
2020年8月

第1章自动控制系统的基本概念

1.1自动控制和自动控制系统

1.1.1自动控制的定义

1.1.2自动控制系统的控制方式及基本结构

1.2自动控制系统的分类

1.2.1线性系统与非线性系统

1.2.2连续系统与离散系统

1.2.3恒值系统、随动系统和程序控制系统

1.3自动控制系统的性能指标

1.3.1稳定性

1.3.2稳态性能

1.3.3动态性能

1.4控制系统举例

小结

习题（基础题）

习题（提高题）

第2章控制系统的数学模型

2.1微分方程式的列写

2.1.1电气系统

2.1.2机械系统

2.2传递函数

2.2.1拉氏变换与反变换

2.2.2传递函数的定义

2.2.3典型环节的传递函数

2.3动态结构图的绘制

2.3.1结构图的组成

2.3.2系统动态结构图的绘制

2.4结构图的等效变换

2.4.13种典型连接的等效变换

2.4.2系统传递函数

2.4.3无交叉回路的传递函数求取

2.4.4相加点和分支点的换位运算

2.4.5结构图化简

2.5信号流图与Mason增益公式

2.5.1信号流图的定义

2.5.2信号流图中的术语

2.5.3信号流图的绘制

2.5.4Mason增益公式

小结

习题（基础题）

习题（提高题）

第3章控制系统的时域分析

3.1典型输入信号

3.2一阶系统的阶跃响应

3.3二阶系统的阶跃响应

3.3.1二阶系统的动态特性

3.3.2二阶系统的动态性能指标

3.3.3闭环零极点对二阶系统动态性能的影响

3.4高阶系统的阶跃响应

3.5系统稳定性及劳斯判据

3.5.1稳定性的概念和稳定条件

3.5.2劳斯判据

3.6稳态误差

3.6.1给定稳态误差

3.6.2动态误差系数及误差级数

3.6.3扰动稳态误差

3.7减小稳态误差的方法

小结

习题（基础题）

习题（提高题)

第4章根轨迹法

4.1根轨迹的定义

4.2根轨迹的幅值和相角条件

4.3绘制根轨迹的基本法则

4.4参数根轨迹

4.5开环零极点增加对根轨迹的影响

4.6运用根轨迹分析系统暂态和稳态性能

小结

习题（基础题）

习题（提高题）

Ⅳ自动控制理论
目录Ⅲ
第5章控制系统的频域分析

5.1频率特性的基本概念

5.2系统的开环频率特性图

5.2.1极坐标图

5.2.2对数坐标图

5.2.3最小相位系统

5.3奈奎斯特稳定判据

5.3.1辐角定理

5.3.2辅助函数、奈氏路径和奈氏曲线

5.3.3奈氏稳定判据

5.3.4对数坐标图上的奈氏稳定判据

5.4系统的相对稳定性

5.4.1相位裕量

5.4.2幅值裕量

5.5时域指标和频域指标之间的关系

5.5.1δ%、γ和ξ之间的关系

5.5.2ts、γ和ωc之间的关系

小结

习题（基础题）

习题（提高题）

第6章控制系统的校正与设计

6.1控制系统校正的基本概念

6.1.1基本校正方法

6.1.2校正装置

6.1.3三频段对系统性能的影响

6.2串联校正

6.2.1串联超前校正

6.2.2串联滞后校正

6.2.3串联超前滞后校正

小结

习题（基础题）

习题（提高题）

参考文献

吴健珍，上海工程技术大学

本书理论知识力求通俗易懂、深入浅出，着重培养学生的工程意识；案例与习题性，精心编排、由浅入深，囊括众多高校的研究生入学试题，注重培养、提高学生的应用能力。