控制系统原理及相近课程是高等学校信息类和机电类等专业学生的核心课程之一，本书一直是此类课程畅销全球的教材范本，主要内容包括控制系统导论、系统数学模型、状态空间模型、反馈控制系统的特性、反馈控制系统的性能、线性反馈系统的稳定性、根轨迹法、频率响应方法、频域稳定性、反馈控制系统设计、状态变量反馈系统设计、鲁棒控制系统和数字控制系统等。本书的例子和习题大多取材于现代科技领域中的实际问题，新颖而恰当。学习和解决这些问题，可以使学生的创造性素养得到潜移默化的提升。
Richard C. Dorf是美国加利福尼亚大学戴维斯分校的电气与计算机工程教授，IEEE会士和ASEE会士， 一直活跃在控制系统设计和机器人等研究领域。作为在电子工程专业及其应用领域内的知名学者，Dorf教授已成功撰写和编著出版了多本工程类教材和手册。Robert H. Bishop是美国马凯特大学工学院院长，AIAA会士和AAS会士。在受聘马凯特大学之前，在得克萨斯大学奥斯汀分校航天工程与机械工程系任教20年， 他是该校的杰出教授，拥有Joe J. King教授讲席。
谢红卫 湖北洪湖人，博士，国防科技大学教授，博士生导师。主要学术方向为自动控制理论、实验鉴定与评估技术、生物信息学。学校“自动控制原理”系列课程的负责人，负责建设的“自动控制原理”课程获评湖南省精品课程。获得军队院校“育才奖”银奖1项，省教学成果二等奖1项，编写、翻译出版教材和专著6部。承担完成科研项目30余项。发表论文100余篇，其中40余篇被SCI收录。获得国防科学技术奖二等奖1项，中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖1项。孙志强 山东青岛人，博士，高级工程师，曾任国防科技大学讲师，担任过多年的“最优化方法”和“自动控制原理”课程的主讲教师，承担或参与过多项教学科研项目，发表过多篇教学、科研论文。现任某公司研发工程师，从事声学信号处理、智能交通等方面的技术和产品开发工作。
第1章控制系统导论1
1.1引言1
1.2自动控制简史4
1.3控制系统实例8
1.4工程设计12
1.5控制系统设计13
1.6机电一体化系统15
1.7绿色工程18
1.8控制系统前瞻19
1.9设计实例20
1.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统23
1.11小结25
技能自测25
基础练习题27
一般习题28
难题32
设计题33
术语和概念35
第2章系统数学模型37
2.1引言37
2.2物理系统的微分方程(组)37
2.3物理系统的线性近似41
2.4拉普拉斯变换43
2.5线性系统的传递函数48
2.6框图模型58
2.7信号流图模型61
2.8设计实例66
2.9利用控制系统设计软件进行系统仿真80
2.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统91
2.11小结93
技能自测93
基础练习题96
一般习题102
难题113
设计题115
计算机辅助设计题117
术语和概念119
第3章状态空间模型122
3.1引言122
3.2动态系统的状态变量123
3.3状态微分方程（组）125
3.4信号流图模型和框图模型129
3.5其他形式的信号流图和框图模型137
3.6由状态方程求解传递函数140
3.7状态转移矩阵和系统时间响应141
3.8设计实例144
3.9利用控制系统设计软件分析状态空间模型154
3.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统157
3.11小结159
技能自测159
基础练习题162
一般习题165
难题173
设计题175
计算机辅助设计题176
术语和概念178
第4章反馈控制系统的特性180
4.1引言180
4.2偏差信号分析182
4.3控制系统对参数变化的灵敏度184
4.4反馈控制系统的干扰信号187
4.5系统瞬态响应的调控190
4.6稳态误差192
4.7反馈的代价194
4.8设计实例195
4.9利用控制系统设计软件分析控制系统的特性204
4.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统209
4.11小结212
技能自测213
基础练习题215
一般习题219
难题227
设计题229
计算机辅助设计题233
术语和概念236
第5章反馈控制系统的性能237
5.1引言237
5.2测试输入信号238
5.3二阶系统的性能240
5.4零点和第三个极点对二阶系统响应的影响244
5.5s平面上特征根的位置与系统的瞬态响应248
5.6反馈控制系统的稳态误差249
5.7综合性能指标254
5.8线性系统的简化258
5.9设计实例261
5.10利用控制系统设计软件分析系统性能270
5.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统274
5.12小结276
技能自测277
基础练习题279
一般习题283
难题288
设计题290
计算机辅助设计题293
术语和概念296
第6章线性反馈系统的稳定性297
6.1稳定性的概念297
6.2劳斯赫尔维茨稳定性判据300
6.3反馈控制系统的相对稳定性306
6.4状态变量系统的稳定性307
6.5设计实例309
6.6利用控制系统设计软件分析系统的稳定性315
6.7循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统320
6.8小结322
技能自测322
基础练习题324
一般习题327
难题332
设计题335
计算机辅助设计题337
术语和概念339
第7章根轨迹法340
7.1引言340
7.2根轨迹的概念340
7.3绘制根轨迹344
7.4应用根轨迹法进行参数设计355
7.5灵敏度与根轨迹358
7.6PID控制器362
7.7负增益控制371
7.8设计实例375
7.9利用控制系统设计软件分析根轨迹382
7.10循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统386
7.11小结387
技能自测389
基础练习题392
一般习题396
难题406
设计题410
计算机辅助设计题415
术语和概念417
第8章频率响应法419
8.1引言419
8.2频率响应图421
8.3频率响应测量437
8.4频域性能指标438
8.5对数幅相图440
8.6设计实例441
8.7利用控制系统设计软件的频率响应方法448
8.8循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统453
8.9小结455
技能自测456
基础练习题459
一般习题462
难题471
设计题472
计算机辅助设计题475
术语和概念477
第9章频域稳定性479
9.1引言479
9.2s平面上的围线映射480
9.3奈奎斯特稳定性判据484
9.4相对稳定性与奈奎斯特稳定性判据492
9.5利用频域方法确定系统的时域性能指标497
9.6系统带宽503
9.7时延系统的稳定性503
9.8设计实例506
9.9频域中的PID控制器520
9.10利用控制系统设计软件分析频域稳定性521
9.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统535
9.12小结536
技能自测537
基础练习题539
一般习题544
难题553
设计题557
计算机辅助设计题562
术语和概念564
第10章反馈控制系统设计565
10.1引言565
10.2系统设计方法566
10.3串联校正器567
10.4用伯德图法设计超前校正器570
10.5用根轨迹法设计超前校正器575
10.6利用积分型校正器设计反馈控制系统580
10.7用根轨迹法设计滞后校正器582
10.8用伯德图法设计滞后校正器585
10.9在伯德图上用解析法进行系统设计588
10.10带前置滤波器的反馈控制系统589
10.11设计具有最小节拍响应的系统592
10.12设计实例594
10.13利用控制系统设计软件设计控制系统601
10.14循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统606
10.15小结607
技能自测608
基础练习题611
一般习题615
难题624
设计题626
计算机辅助设计题630
术语和概念632
第11章状态变量反馈系统设计634
11.1引言634
11.2能控性和能观性635
11.3全状态反馈控制设计639
11.4观测器设计643
11.5观测器和全状态反馈控制的集成646
11.6参考输入信号651
11.7最优控制系统653
11.8内模设计659
11.9设计实例662
11.10利用控制系统设计软件设计状态变量反馈667
11.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统671
11.12小结672
技能自测673
基础练习题676
一般习题678
难题682
设计题686
计算机辅助设计题689
术语和概念692
第12章鲁棒控制系统694
12.1引言694
12.2鲁棒控制系统和系统灵敏度695
12.3鲁棒性分析698
12.4含有不确定参数的系统700
12.5鲁棒控制系统设计701
12.6鲁棒PID控制器设计705
12.7鲁棒内模控制系统708
12.8设计实例710
12.9伪定量反馈系统718
12.10利用控制系统设计软件设计
鲁棒控制系统720
12.11循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统722
12.12小结723
技能自测724
基础练习题727
一般习题729
难题733
设计题736
计算机辅助设计题740
术语和概念743
第13章数字控制系统744
13.1引言744
13.2数字控制系统应用概貌744
13.3采样控制系统746
13.4z变换748
13.5闭环反馈采样控制系统751
13.6二阶采样控制系统的性能754
13.7带有数字校正器的闭环系统756
13.8数字控制系统的根轨迹758
13.9控制器的数字实现761
13.10设计实例762
13.11利用控制系统设计软件设计数字控制系统768
13.12循序渐进设计实例——磁盘驱动器读取系统772
13.13小结773
技能自测773
基础练习题776
一般习题778
难题780
设计题781
计算机辅助设计题783
术语和概念784
参考文献785
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