前言

本書是依照“自動控制原理”教學大綱（河海大學2020年版）編寫的，是面向本科自動化專業的基礎教程，也可作為其他工程類專業的基礎課教材，能夠滿足各專業后續課程對自動控制基本概念、基礎理論和技術方法的學習需要。本書以經典控制原理為主線，既是筆者教學工作的回顧與總結，也是相關基礎研究的拔萃與簡介，包括了一些控制理論的新進展與深化，特別是關于復雜控制系統的復域/頻域分析的特色研究，可作為高年級本科生、研究生和工程技術人員進行專業基礎研究的參考書。

本書主要內容和教學目的是：使學生明晰與理解一般控制系統的開環/閉環結構，反饋機理及作用；能夠分析和明確一般機械、電氣工程類控制系統中涉及的系統建模與控制問題設定；掌握自動控制系統的穩定性、穩態特性、暫態特性等基本性能的定義與意義，熟悉數理解析方法與處理技術步驟；掌握控制系統特性分析與設計的時域法、頻域法、復域法等經典方法及其應用基礎；學習現代線性控制系統分析與設計的基本思想與數學基礎，明確其特點與優勢；理解自動控制系統校正與綜合的初步概念和方法；了解涉及非線性環節、采樣或離散數據及其算法的復雜控制系統的建模及其特性描述，理解其關鍵問題，熟悉分析與設計的時域法、頻域法、復域法的理論基礎與技術步驟。

本書雖然以介紹經典控制原理為主，但避免內容過度簡潔和羅列事實，力圖使控制問題的定義、分析和結論具有一定深度與廣度，克服內容淺嘗輒止和數理邏輯跳躍的教學不足，方便教師的教學與指導，助力學生的自學與探究。

總之，為滿足自動化專業基礎課教學要求，同時適應多層次的讀者群，反映專業與學科發展的趨勢與現狀，本書關注以下幾個方面。

● 概念清晰，條理明確，分析細致，示例豐富，便于讀者自主學習。

● 對概念、定義、公式、定理等，考慮高年級本科生的理解程度，給出數學描述與論證，使學生知其然，更知其所以然，養成理論性思考和對問題本質探究的習慣。

● 從經典方法陳述到現代系統理論概括，將時域法、頻域法、復域法融合交叉，助力學生觀察控制本質，開闊專業視野，融會數理體系，把握方法論本質。

● 涉及一些有理論深度和方法難度的內容，如曲線擬合線性化、模型降階、系統辨識、解耦及魯棒穩定性等復雜工程問題，為學生深度學習提供目標和資料，使之能獲得一定的實際應用學習與分析能力。

本書共9章，參考學時為64～96課時。周軍、段朝霞主編，并負責統稿；王冰、錢惠敏、盧新彪、楊啟文、侯世璽、屈波、黃浩乾、邵振參編。嚴甜甜和劉欣參與了文字整理和圖表繪制等工作。

由于編者水平有限，書中難免存在錯誤與疏漏之處，懇請讀者批評指正。

編者

2021年5月，于河海大學江寧校區