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| 編輯推薦： |
（1）本教材将控制领域内流行的MATLAB软件及Simulink工具箱引入到自动控制原理实验中，使教材中实验做到软、硬件相结合，能有效地提高学生的创新能力和实践能力。
（2）本教材中精选了8个基础性实验项目和4个综合系统设计项目，这些实验项目内容比较新颖，涵盖知识点比较多，非常具有代表性。实验项目内容是依据培养应用型人才为目标的要求而设计的，有一定的针对性和应用性。
（3）本教材结构安排合理，知识结构全面。每章都附有多个应用MATLAB软件解决自动控制理论问题的具体实例。
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| 內容簡介： |
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本书是自动控制原理理论课程的配套实验和实践教材，以自动控制原理课程的理论教学大纲为基础，结合现代先进的实验教学方法，精心设计8个基础性实验和4个综合系统设计项目，较全面地涵盖了经典控制理论知识的重点和难点。本书包括MATLAB与Simulink基础知识；线性系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法和校正的理论知识；基础性实验项目；综合系统设计项目；实验平台的介绍。本书可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业自动控制原理课程的实验与实践教材，也可作为设计与开发自动控制系统的工程技术人员的参考资料。
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| 關於作者： |
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王素青，研究方向是网络控制、电子线路。主讲自动控制原理实验、GE控制器、MATLAB语言及其应用、模拟电子技术实验等多门课程，曾获电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛三等奖、和省级大学生竞赛优秀指导教师奖、学校教育教学成果奖，担任学院电工电子教研组负责人，主编多部教材。主持学校多项教育教学改革研究项目、特色教材建设项目、实验室建设项目和横向科研项目。
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| 目錄：
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第1章MATLAB与Simulink基础
1．1MATLAB基础
1．1．1MATLAB概述
1．1．2MATLAB环境
1．1．3MATLAB数值运算
1．1．4MATLAB符号运算
1．1．5MATLAB图形处理
1．1．6MATLAB程序设计
1．1．7线性控制系统分析与设计
1．2Simulink基础
1．2．1Simulink概述
1．2．2Simulink的使用
1．2．3常用模块的参数和属性设置
1．2．4Simulink模块的操作
1．2．5模块的连接
1．2．6Simulink仿真配置
第2章线性系统的时域分析法
2．1系统时间响应的性能指标
2．2典型输入信号
2．3一阶系统的时域分析
2．3．1一阶系统的数学模型
2．3．2一阶系统的单位阶跃响应
2．3．3一阶系统的单位脉冲响应
2．3．4一阶系统的单位斜坡响应
2．4二阶系统的时域分析
2．4．1二阶系统的数学模型
2．4．2二阶系统的单位阶跃响应
2．4．3二阶系统阶跃响应的性能指标
2．4．4二阶系统性能改善
2．5线性系统的稳定性分析
2．5．1稳定性的基本概念
2．5．2线性系统稳定的充分必要条件
2．5．3劳斯赫尔维茨稳定判据
2．6线性系统的稳态误差
2．6．1误差分析及计算
2．6．2系统类型
2．6．3给定信号作用下的稳态误差
2．6．4提高系统稳态精度的方法
2．7MATLAB在时域分析中的应用
第3章线性系统的根轨迹法
3．1根轨迹法基本知识
3．1．1根轨迹法的概念
3．1．2根轨迹与系统性能
3．1．3根轨迹方程
3．1．4根轨迹绘制基本法则
3．2根轨迹的绘制与分析
3．3基于根轨迹的设计工具rltool
3．4线性定常系统仿真环境LTI Viewer
第4章线性系统的频域分析法
4．1频率特性
4．1．1频率特性的概念
4．1．2频域性能指标
4．1．3频率特性的性质
4．1．4频率特性的求取
4．1．5频率特性的几何表示法
4．2典型环节的频率特性
4．3开环系统的对数频率特性
4．4小相位系统
4．5频域稳定判据与稳定性分析
4．6用频域特性分析系统性能
4．6．1闭环频域性能指标与时域性能指标的关系
4．6．2开环频率特性与时域响应的关系
4．7MATLAB在频域分析中的应用
第5章线性系统的校正
5．1系统设计及校正方法
5．1．1系统的性能指标
5．1．2系统的校正方式
5．2线性系统的基本控制规律
5．2．1比例控制规律
5．2．2比例微分控制规律
5．2．3积分控制规律
5．2．4比例积分微分控制规律
5．3校正装置及其特性
5．3．1超前校正装置
5．3．2滞后校正装置
5．3．3滞后超前校正装置
5．4频率法串联校正
5．4．1频率法串联超前校正
5．4．2频率法串联滞后校正
5．4．3频率法串联滞后超前校正
5．4．4串联综合法校正
5．5反馈校正
5．5．1反馈校正的原理与特点
5．5．2典型的反馈校正系统
5．5．3综合法反馈校正
5．6复合校正
5．6．1反馈控制与前馈校正的复合校正
5．6．2反馈控制与扰动补偿校正的复合校正
5．7基于MATLAB的线性控制系统校正
第6章基础性实验
6．1线性控制系统的时域分析
6．2基于Simulink的自动控制系统仿真研究
6．3根轨迹法校正
6．4线性控制系统的频域分析
6．5用频域法设计串联超前校正网络
6．6用频域法设计串联滞后校正网络
6．7MATLAB软件在控制系统中的应用
6．8用频域法设计串联滞后超前校正网络
第7章综合系统设计
7．1直流电机闭环调速系统设计
7．2步进电机调速系统设计
7．3温度闭环控制系统设计
7．4直线一级倒立摆控制系统设计
第8章实验平台
8．1硬件实验平台
8．1．1实验箱主实验板
8．1．2实验区的介绍
8．2软件实验环境——虚拟示波器
8．2．1虚拟示波器的显示方式
8．2．2虚拟示波器的使用
参考文献
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| 內容試閱：
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“自动控制原理”是一门理论性和实践性都很强的专业基础课，是自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等工科类专业的必修课程。加强实验教学，不仅有助于理论联系实际，深化理论教学，而且有助于培养学生的科学实验和工程实践能力。本书旨在通过实验与实践巩固和加深学生对自动控制原理中的基础理论和基本概念的理解，应用基础知识解决实际问题的能力，培养学生的综合应用能力和创新能力。
本书是“自动控制原理”理论课程的配套实验和实践教材，也是“自动控制原理实验”课程所用教材，是以“自动控制原理”课程的理论教学大纲为基础，结合现代先进的实验教学方法，精心设计了8个基础性实验和4个综合系统设计项目，较全面地涵盖了经典控制理论知识的重点和难点。
MATLAB（Matrix Laboratory，即“矩阵实验室”）是一套高性能的数值计算和可视化软件，集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个界面友好的用户环境。MATLAB已经成为国际、国内控制领域内流行的、被广泛应用的控制系统计算、仿真与计算机辅助设计的软件。Simulink是基于MATLAB的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、仿真和分析。
本书共分8章： 第1章介绍MATLAB与Simulink的基础知识，并用实例来介绍软件和工具箱的具体使用方法； 第2~5章按照自动控制原理知识体系分别介绍线性系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法和校正的理论知识，每章均附有多个实例，介绍如何用MATLAB软件技术来解决自动控制理论中具体问题的方法； 第6章为基础性实验，精选的8个实验项目内容涵盖了多个知识点，每个实验项目都包含实验目的、实验原理、实验内容与要求、实验步骤、实验仪器与设备、预习要求和实验报告要求等； 第7章为综合系统设计，包括直流电机闭环调速系统、步进电机调速系统、温度闭环控制系统以及直线一级倒立摆控制系统，这4个综合系统设计项目均是工程中经典的，要求学生能够利用自动控制原理理论知识解决实际控制系统中的问题，其中，直流电机闭环调速系统项目中还要求学生掌握PID控制原理及PID控制参数的工程整定方法； 第8章为实验平台，对硬件实验平台和软件实验环境进行介绍。
本书设计的8个实验项目和4个综合系统设计项目，均是通过多年来的实践教学经验而精心选择的，自编讲义已使用9年，根据学生在实验过程中出现的一些问题，对自编讲义的内容不断进行修改，终编写成本教材。本书的实验内容不仅在教学上具有典型性和代表性，而且在实验技术上具有实践性和应用性。实验项目既有硬件实验，又有软件仿真实验。硬件实验是要求学生在实验平台上自行搭建模拟系统来分析验证系统特性，通过一系列项目设计要求完成控制系统设计实验。软件仿真实验是利用MATLAB软件或Simulink工具箱来对控制系统进行分析和设计，不仅能帮助学生理解自动控制原理理论课的理论知识，还能帮助学生方便快速地对系统进行分析和设计。
本书共分8章。第1章和第3章的3.1~3.3节由沈莉丽编写。第2章的2.2~2.7节、第4章和第5章由侯瑞编写。第6章、第7章的7.1节、7.2节、7.4节和第8章由王素青编写。第2章的2.1节由魏芬编写。第7章的7.3节由苏琳编写。第3章的3.4节由王孝平编写。全书由王素青统稿。
本书在编写过程中得到了许多专家和老师的大力支持与帮助，他们对教材的编写提出了宝贵的意见，在此表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，时间仓促，书中的错误及不足之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2021年3月
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