前言 在人類認識、改造世界的進程中，自動控制思想及其實踐隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步不斷演進。近年來，自動控制技術已經滲透到人類社會的各個方面，在航空航天、軍事、醫(yī)學、自動化生產線、機械工程、水利水電、環(huán)境保護等行業(yè)都得到了極為廣泛的應用。 自動控制原理是自動化學科的重要基礎理論，同時又是系統(tǒng)學科、信息學科、機械學科等相關學科的應用基礎�？刂乒こ袒�礎是為泛機械類工科專業(yè)開設的學科基礎課程，也是學科交叉課程，是研究如何控制各種被控對象或系統(tǒng)使其動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能達到期望性能的工程基礎理論和技術�？刂乒こ袒�礎的重要性在于它的基礎性，其大量的概念、方法、原理和理論，對于泛機械類工科專業(yè)的后續(xù)課程和控制工程的許多學科分支，都具有十分重要的作用。當前，控制工程基礎課程已在全國各高等院校的機械、儀器類等非控制專業(yè)普遍開設。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，控制理論的許多分析、設計方法及實現手段也產生了很大的變化。在此背景下，根據應用型工科人才培養(yǎng)的需要，結合相關專業(yè)的教學大綱，我們編寫了本書。本書旨在讓讀者通過學習，應用控制理論的基本概念和基本方法來分析、研究和解決機械、動力、航空領域的控制問題。 本書作為一門學科基礎課程教材，力求闡明控制理論的基本概念，數學模型的建立，時域、復域、頻域方法的分析，線性控制系統(tǒng)的校正，在此基礎上結合智能制造和智能控制，介紹科技發(fā)展的新方向。全書內容編排遵循控制理論發(fā)展的脈絡，由淺入深，層層遞進，表現出高度的理論性與邏輯性，廣泛應用微分方程、復變函數和拉氏變換等數學工具來嚴謹表述概念和原理。本書在編寫過程中，尤為注重理論與實際之間的聯系，不僅通過詳盡的物理概念解釋，還結合工程實際的案例分析，使學生能夠扎實掌握控制系統(tǒng)的基本原理和設計方法，切實理解并應用所學知識。 本書在編寫過程中，重點突出以下特點： 1．內容新穎，具有領域 行業(yè)特色 本書以機械、動力、航空領域中的機電系統(tǒng)為主要控制對象，著重介紹基本概念和機電控制問題的解決方法。書中選取了嫦娥五號探測器、激光操縱控制系統(tǒng)、自動焊接頭控制系統(tǒng)、船舶航向控制系統(tǒng)和船載穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)等工程實例，展示了控制理論在機械工程領域的應用，體現了鮮明的行業(yè)特色。通過闡述其控制系統(tǒng)的基本原理，鞏固學生的理論基礎，引導學生掌握控制系統(tǒng)從分析到設計的總過程。 2．理論闡述直觀易懂 通過深入淺出的講解方式，強化對基本理論和概念的解釋，加入許多通用性的內容，確保基本理論通俗易懂，邏輯連貫。同時，書中詳細介紹了線性系統(tǒng)時域分析法、根軌跡分析法和頻域分析法之間的內在聯系，并且完整地給出了勞斯穩(wěn)定判據和赫爾維茨穩(wěn)定判據的證明過程，幫助學生構建和理解自動控制理論的整體框架。本書不苛求嚴格的數學推導，從直觀的物理概念出發(fā)分析問題、解決問題，其編寫體系符合教學規(guī)律，適合作為普通高等應用型本科機電類相關專業(yè)的教材。 3．貫穿工程教育理念 本書強調理論與實踐的緊密結合，鼓勵學生在實踐探索中學習新知識，通過對諸如高階系統(tǒng)主導極點、穩(wěn)定性及頻率特性等內容的觀察和仿真，引導學生發(fā)現規(guī)律，結合理論解析揭示現象背后的本質。本書中的案例多為在工程應用中的成功實例，具有明顯的產教融合的特征，可供相關領域的科技人員學習和參考。 4．傳授科學知識與培養(yǎng)創(chuàng)新能力并重 本書通過引入我國控制領域的卓越人物，引導學生樹立和保持正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養(yǎng)學生符合時代要求的先進思想覺悟，提升學生的人文素養(yǎng)和專業(yè)素質。通過自主創(chuàng)新增強民族自信，培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)新精神，提高學生的獨立思考和創(chuàng)新能力，使其對解決社會和國家發(fā)展問題具備一定的思考和分析能力。 全書包括7章。其中：第1章由常熟理工學院鄭雷、無錫學院王升旭編寫，第2章由無錫學院蔣峰編寫，第3章由無錫學院孫寧、蔣峰編寫，第4章由常州理工學院張燕紅、無錫學院楊瑞田編寫，第5章和第6章由無錫學院付源、田申編寫，第7章由無錫學院尹賀峰編寫，全書由孫寧、蔣峰統(tǒng)稿。此外，陳鑫鵬、卞政共同參與了本書的編排工作，在此表示感謝。 在編寫本書的過程中，編者參考了很多相關的權威教材和學術著作，在此向參考文獻的作者們表達真摯的感謝。盡管編者已盡*大努力，但限于個人水平，書中可能仍有不足或疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正，以期不斷提升和完善本書質量。編者2024年4月