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(shù)的進步不斷演進。近年來，自動控制技術(shù)已經(jīng)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(chǎn)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(yīng)用。 自動控制原理是自動化學科的重要基礎(chǔ)理論，同時又是系統(tǒng)學科、信息學科、機械學科等相關(guān)學科的應(yīng)用基礎(chǔ)�？刂乒こ袒�礎(chǔ)是為泛機械類工科專業(yè)開設(shè)的學科基礎(chǔ)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(chǔ)理論和技術(shù)�？刂乒こ袒�礎(chǔ)的重要性在于它的基礎(chǔ)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(chǔ)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(shè)。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，控制理論的許多分析、設(shè)計方法及實現(xiàn)手段也產(chǎn)生了很大的變化。在此背景下，根據(jù)應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合相關(guān)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(yīng)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(lǐng)域的控制問題。 本書作為一門學科基礎(chǔ)課程教材，力求闡明控制理論的基本概念，數(shù)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(chǔ)上結(jié)合智能制造和智能控制，介紹科技發(fā)展的新方向。全書內(nèi)容編排遵循控制理論發(fā)展的脈絡(luò)，由淺入深，層層遞進，表現(xiàn)出高度的理論性與邏輯性，廣泛應(yīng)用微分方程、復變函數(shù)和拉氏變換等數(shù)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(lián)系，不僅通過詳盡的物理概念解釋，還結(jié)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(shè)計方法，切實理解并應(yīng)用所學知識。 本書在編寫過程中，重點突出以下特點： 1．內(nèi)容新穎，具有領(lǐng)域 行業(yè)特色 本書以機械、動力、航空領(lǐng)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(lǐng)域的應(yīng)用，體現(xiàn)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(chǔ)，引導學生掌握控制系統(tǒng)從分析到設(shè)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(nèi)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(nèi)在聯(lián)系，并且完整地給出了勞斯穩(wěn)定判據(jù)和赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)的證明過程，幫助學生構(gòu)建和理解自動控制理論的整體框架。本書不苛求嚴格的數(shù)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(yīng)用型本科機電類相關(guān)專業(yè)的教材。 3．貫穿工程教育理念 本書強調(diào)理論與實踐的緊密結(jié)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(nèi)容的觀察和仿真，引導學生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，結(jié)合理論解析揭示現(xiàn)象背后的本質(zhì)。本書中的案例多為在工程應(yīng)用中的成功實例，具有明顯的產(chǎn)教融合的特征，可供相關(guān)領(lǐng)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(lǐng)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(zhì)。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(guān)的權(quán)威教材和學術(shù)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(zhì)量。編者2024年4月