《自动控制原理》课程主要参考教材.docx

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《自动控制原理》课程主要参考教材

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自动控制原理（第四版）

【作　　者】胡寿松

【出版社】科学出版社

【出版时间】2001.2

【内容简介】

本书系《自动控制原理》一书的第四版，比较全面地阐述了自动控制的基本理论与应用。

全书共分十章，前八章着重介绍经典控制理论及应用，后两章介绍现代控制理论中的线性系统理论和最优控制理论。

本书精选了第三版中的主要内容，加强了对基本理论及其应用的阐述。

书中深入浅出地介绍了自动控制的基本概念，控制系统在时域和复域中的数学模型及其结构图和信号流图；比较全面地阐述了线性控制系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法以及校正和设计等方法；对线性离散系统的基础理论、数学模型、稳定性及稳态误差、动态性能分析以及数字校正等问题，进行了比较详细的讨论；在非线性控制系统分析方面，给出了相平面和描述函数两种常用的分析方法，对目前应用日益增多的非线性控制的逆系统方法也作了较为详细的介绍；最后两章根据高新技术发展的需要系统地阐述了线性系统的状态空间分析与综合，以及动态系统的最优控制等方法。

书末给出的两个附录，可供读者在学习本书的过程中查询之用。

本书1985年被评为航空工业部优秀教材，1988年被评为全国优秀教材，1997年被评为国家级教学成果二等奖，同年被批准列为国家“九五”重点教材。

本书可作为高等工业院校自动控制、工业自动化、电气自动化、仪表及测试、机械、动力、冶金等专业的教科书，亦可供从事自动控制类的各专业工程技术人员自学参考。

自动控制原理（第五版）

【作　　者】胡寿松

【出版社】科学出版社

【出版时间】2007.6

【内容简介】

《自动控制原理》（第5版）精选了第四版中的主要内容，加强了对基本理论及其工程应用的阐述。

书中深入浅出地介绍了自动控制的基本概念，控制系统在时域和复域中的数学模型及其结构图和信号流图；比较全面地阐述了线性控制系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法以及校正和设计等方法；对线性离散系统的基础理论、数学模型、稳定性及稳态误差、动态性能分析以及数字校正等问题，进行了比较详细的讨论；在非线性控制系统分析方面，给出了相平面和描述函数两种常用的分析方法，对目前应用日益增多的非线性控制的逆系统方法也作了较为详细的介绍；最后两章根据高新技术发展的需要，系统地阐述了线性系统的状态空间分析与综合，以及动态系统的最优控制等方法。

书末给出的三个附录，可供读者在学习中查询。

与《自动控制原理》（第5版）配套的课件《自动控制原理电子版5.0》（科学出版社，2007），利于满足教学需要。

此外，与《自动控制原理》（第5版）配套的教材《自动控制原理习题解析》（科学出版社，2007），其中附赠光盘《MATLAB辅助分析与设计软件1.0》。

【编辑推荐】

《自动控制原理》（第5版）在第四版的基础上，突出了工程系统设计应用，并引入了MATLAB软件包应用技术，加强了系统建模的内容，增加了目前应用日益增多的PID鲁棒控制、内模控制、最小节拍响应控制、前置滤波器控制、经典与现代方法相结合的优化控制等内容，此外配套出版了《自动控制原理习题解析》和《自动控制原理电子版5.0》光盘及《MATLAB辅助分析与设计软件1.0》光盘，以利于读者掌握和发展控制理论与应用技术并获得升华。

【作者简介】

胡寿松，男，1937年生于南京,1960年毕业于北京航空航天大学自控系,现任首席教授,博士生导师,中国自动化学会理事,长期致力于控制理论与应用的教学与科研。

1988年,主编的《自动控制原理》教材被评为国家级优秀教材；1993年主持的自动控制原理课程建设获国家优秀教学成果二等奖；1997年主编的《自动控制原理》（第三版）获国家教学成果二等奖；1998年评为航空工业十佳优秀教师；1999年获江苏省红杉树园丁奖学金；2000年评为江苏省优秀科技工作者；2002年主编的《自动控制原理》（第四版）被评为全国优秀畅销书（科技类）；2003年获江苏省高等学校教学名师奖。

自动控制原理与设计（英文影印版.第5版）

【原书名】FeedbackControlofDynamicSystems（5thEdition）

【作　　者】（美）GeneF.Franklin；J.DavidPowell；AbbasEmami-Naeini

【原出版社】PrenticeHall

【出版社】人民邮电出版社

【原出时间】2007.7

【Abstract】

Thisintroductorybookprovidesanin-depth,comprehensivetreatmentofacollectionofclassicalandstate-spaceapproachestocontrolsystemdesign—andtiesthemethodstogethersothatadesignerisabletopickthemethodthatbestfitstheproblemathand.ItincludescasestudiesandcomprehensiveexampleswithcloseintegrationofMATLABthroughoutthebook.Chaptertopicsincludeanoverviewandbriefhistoryoffeedbackcontrol,dynamicmodels,dynamicresponse,basicpropertiesoffeedback,theroot-locusdesignmethod,thefrequency-responsedesignmethod,state-spacedesign,digitalcontrol,andcontrol-systemdesign.Abasicreferenceforcontrolsystemsengineers.

自动控制原理与设计（第5版）翻译版

【原书名】FeedbackControlofDynamicSystems（5thEdition）

【原出版社】PrenticeHall

【作　　者】（美）GeneFranklin;J.D.Powell;AbbasEmami-Naeini

【译　　者】李中华；张雨浓

【丛书名】图灵电子与电气工程丛书

【出版社】 人民邮电出版社 

【出版日期】2007年11月

【内容简介】

该书为《自动控制原理与设计（英文影印版.第5版）》的中译本。

本书是自动控制领域的名著，内容紧密围绕自动控制系统的分析与设计理论展开，主要介绍了自动控制的动态模型、动态响应、基本特性，着重介绍了自动控制的几种常规设计技术，还涉及了非线性系统的分析与设计，并穿插了许多自动控制在MATLAB下的仿真实例。

本书可作为高等院校自动控制及相关专业的高年级本科生和研究生的教材，还可供有关专业的教师、研究人员及从事自动控制相关工作的工程技术人员参考。

动态系统的数字控制（第3版）（英文影印版）

【原书名】DigitalControlofDynamicSystems（ThirdEdition）

【原出版社】Addison-Wesley

【作　　者】GeneF.Franklin&J.DavidPowell

【丛书名】国际知名大学原版教材系列丛书

【出版社】清华大学出版社 

【出版日期】2001年9月

【Abstract】

Thiswell-respected,market-leadingtextdiscussestheuseofdigitalcomputersinthereal-timecontrolofdynamicsystems.Theemphasisisonthedesignofdigitalcontrolsthatachievegooddynamicresponseandsmallerrorswhileusingsignalsthataresampledintimeandquantizedinamplitude.Bothclassicalandmoderncontrolmethodsaredescribedandappliedtoillustrativeexamples.Thestrengthsandlimitationsofeachmethodareexploredtohelpthereaderdevelopsoliddesignswiththeleasteffort.

Twonewchaptershavebeenaddedtothethirdeditionofferingareviewoffeedbackcontrolsystemsandanoverviewofdigitalcontrolsystems.UpdatedtobefullycompatiblewithMATLABversions4and5,thetextthoroughlyintegratesMATLABstatementsandproblemstoofferreadersacompletedesignpicture.Theneweditioncontainsup-to-datematerialonstate-spacedesignandtwiceasmanyend-of-chapterproblemstogivestudentsmoreopportunitiestopracticethematerial.

Textbookabouttheuseofdigitalcomputersinthereal-timecontrolofdynamicsystemssuchasservomechanisms,chemicalprocesses,andvehiclesthatmoveoverwater,land,air,orspace.RequiressomeunderstandingoftheLaplacetransformandassumesafirstcourseinlinearfeedbackcontrols.

【内容简介】

本书是国际上关于计算机控制的一本权威性教材。

全书共分14章，内容包括概论、连续控制系统理论、采样过程和离散化、Z变换、采样数据系统、连续系统的近似离散等效、基于数学变换的经典设计方法、基于状态空间的极点配置设计方法、多变量系统的二次型最优控制、量化效应、采样周期的选择、数字控制系统的建模问题、数字控制系统的各种设计方法、变量系统的二次型最优控制、采样周期的选择、非线性控制的有关问题，以及数字控制系统的一个典型应用—磁盘驱动器的伺服控制设计等。

附录中还给出了应用举例、Z变换表、矩阵变换和运算、随机过程及Matlab函数等基本材料。

每章后面均有总结和习题。

本书注重理论联系实际，书中不仅给出理论的结果，而且给出实用的算法和对一些实际问题的考虑。

同时引入了MATLAB作为计算机辅助设计控制系统的软件工具，从而使所介绍的理论和方法更易于被接受和应用。

本可作为控制工程及相关专业的研究生或高年级本科生的教材或参考书。

【编辑推荐】

本书对数字控制系统（即计算机控制系统）的分析、设计和建模等进行了系统的介绍。

其中尤以较多篇幅讨论了数字控制系统的设计，同时对于一些实际问题，如采样周期的选择、量化效应的分析等进行了深入的讨论，并且有单独一章及一个附录专门介绍数字控制的内容。

本书注重理论联系实际，书中不仅给出理论结果，而且给出实用的理论和对一些实际问题的考虑。

同时引入Matlab作为计算机辅助设计控制的软件工具，从而使所介绍的理论和方法更易于接受和应用。

本书内容丰富、取材适当、兼顾了系统性、先进性和实用性等方面的要求。

该书可作为与控制工程相关各专业的研究生或高年级本科生的教材或参考书。

动态系统反馈控制（英文影印版.第4版）

【原书名】FeedbackControlofDynamicSystems,FourthEdition

【原出版社】AddisonWesley/Pearson

【作　　者】[美]GeneF.Franklin,J.DavidPowell,AbbasEmami-Naeini

【出版日期】2001年

【Abstract】

Thisintroductorybookprovidesanin-depth,comprehensive

treatmentofacollectionofclassicalandstate-spaceapproachestocontrolsystemdesign—andtiesthemethodstogethersothatadesignerisabletopickthemethodthatbestfitstheproblemathand.ItincludescasestudiesandcomprehensiveexampleswithcloseintegrationofMATLABthroughoutthebook.Chaptertopicsincludeanoverviewandbriefhistoryoffeedbackcontrol,dynamicmodels,dynamicresponse,basicpropertiesoffeedback,theroot-locusdesignmethod,thefrequency-responsedesignmethod,state-spacedesign,digitalcontrol,andcontrol-systemdesign.Abasicreferenceforcontrolsystemsengineers.

动态系统的反馈控制（第四版）翻译版

【原书名】FeedbackControlofDynamicSystems,FourthEdition

【原出版社】AddisonWesley/Pearson

【作　　者】[美]GeneF.Franklin,J.DavidPowell,AbbasEmami-Naeini

【译　　者】朱齐丹；张丽珂；原新等

【丛书名】国外计算机科学教材系列

【出版社】 电子工业出版社

【出版日期】2004年5月

【内容简介】

本书共分为9章，集古典控制与现代控制理论于一体。

第1章通过实例综述了控制系统的组成及原理，同时详细介绍了控制理论的发展历史及主要人物；第2章至第4章为本书的基础，对动态系统的建模、动态响应进行了深入分析，在此基础上，得出反馈控制的基本特性及优越性；第5章至第7章为本书的核心，分别介绍了系统设计的三种有效方法——根轨迹法、频率响应法及状态空间法；在此基础上，第8章详细研究了控制规律的计算机实现，即数字控制理论，并提供了详细的设计方法；最后，第9章通过多个具体实例，综合了以上控制系统的设计手段，并总结了适合于一般控制系统设计的方法和步骤。

此外，本书提供了大量关于控制理论的基础知识附录，对本书的学习有很好的帮助。

本书适用于自动控制专业的本科生及研究生、非控制专业研究生，也可供相关技术人员参考。

该书原版已有第五版。

【编辑推荐】

本书比较系统地阐述了反馈控制的基本理论、设计方法及在现实应用中遇到的许多实际问题。

主要介绍了根轨迹法、频率响应法等古典控制理论及状态空间法、计算机控制技术等现代控制理论的设计手段、设计方法、实现技术以及分析工具等。

本版注重实际应用，结合作者多年实际工作经验，列举了大量应用实例，虽然具有很大难度，但对本书理论的理解与掌握具有极大的帮助。

本书的另一特点是大量引用了在控制系统分析与设计中广泛使用的计算机工具，如MATLAB和Simulink工具，并详细给出了计算程序和结果，对控制系统的分析与设计有极好的应用价值。

另外，本书附录中给出了大量学习本书必需的基础理论及数学工具，并对每章精心设计的习题给出了解答，使全书更加完整，有利于工程技术人员的自学。

作者在撰写本书时纳入了多年的教学经验，比较重视工程概念、实际问题和工程应用，基本理论和设计方法的讲解是循序渐进、逐步深入的，将有益于读者理解本书的内容。

【译者序】

本书是斯坦福大学自动控制专业的本科生、研究生、非控制专业研究生的教材。

到2002年该书已是第四版。

与第三版相比，增加了近年来控制系统在理论和应用方面的最新研究成果，并对一些关键部分的理论描述进行了修改，尤其充分强调了当今计算机技术在控制系统设计中的广泛应用,1使本书更具有先进性和实用性,1对提高教学效果也有很大帮助。

本书比较系统地阐述了反馈控制的基本理论、设计方法及在现实应用中遇到的许多实际问题。

主要介绍了根轨迹法、频率响应法等古典控制理论及状态空间法、计算机控制技术等现代控制理论的设计手段、设计方法、实现技术以及分析工具等。

本版注重实际应用，结合作者多年实际工作经验，列举了大量应用实例，虽然具有很大难度，但对本书理论的理解与掌握具有极大的帮助。

本书的另一特点是大量引用了在控制系统分析与设计中广泛使用的计算机工具，如MATLAB和Simulink工具，并详细给出了计算程序和结果，对控制系统的分析与设计有极好的应用价值。

另外，本书附录中给出了大量学习本书必需的基础理论及数学工具，并对每章精心设计的习题给出了解答，使全书更加完整，有利于工程技术人员的自学。

作者在撰写本书时纳入了多年的教学经验，比较重视工程概念、实际问题和工程应用，基本理论和设计方法的讲解是循序渐进。

逐步深人的、将有益于读者理解本书的内容。

总之，本书是颇具特色的经典高校教材，自它问世以来，已受到很多读者和有关专家的好评。

鉴于以上原因，特将此书第四版译成中文，供高等院校有关专业的师生、工程技术人员和对反馈控制感兴趣的读者参考使用。

本书第1章至第3章、第9章由朱齐丹、张秀苹翻译，第4章至第6章由张丽珂、刘舟翻译，第7章、第8章及附录由原新、胡陵山翻译，温素芳、高尔龙、宋雪良、韩新宇、张惠君也参加了翻译工作。

最后由赵国良教授对全书进行了审校。

限于译者水平,7译文中定有许多不妥之处，敬请读者批评指正。

【作者简介】

G．F．Franklin（G．F．富兰克林）是美国加州斯坦福大学电气工程专业教授。

国际著名控制学家，IEEE终身会士（lifefellow）。

他于1955年在哥伦比亚大学获得博土学位，曾任斯坦福大学电气工程系主任，IEEE控制系统学会理事、副主席，其研究领域覆盖了控制

的各个方面。

2005年因其对多个控制领域的基础性贡献而荣获美国自动控制学会的最高奖Bellman奖。

他的研究领域为自适应控制、非线性控制、计算机控制等，有多部著作，其中《自动控制系统》、《反馈控制理论》、《采样系统数字控制》等著名的著作涉及了控制领域的绝大部分内容。

Franklin教授曾于1994年为IEEE年会做过专题讲座。

 J． David  Powell（ J． D．鲍威尔）是美国加州斯坦福大学教授，1970年获得斯坦福大学航空航天专业博士学位，目前从事的专业是导航与控制，主要研究航天飞船及地面车辆的GPS导航控制，在控制系统领域里有两部著作，发表过100多篇科技论文。

两位作者均是当今世界知名的控制理论学者中的佼佼者。

GeneF.Franklin

Biography

GeneF.FranklinreceivedtheBachelordegreeinElectricalEngineeringfromGeorgiaTechin1950theMasterofScienceinElectricalEngineeringfromMITin1952,andtheDoctorofEngineeringSciencedegreeinElectricalEngineeringfromColumbiaUniversityin1955.HewasappointedAssistantProfessorofElectricalEngineeringatColumbiaUniversityfrom1955-1957andhasbeenontheFacultyofElectricalEngineeringatStanfordUniversitysince1957whereheisnowProfessorofElectricalEngineering,Emeritus.HewasViceChairmanoftheDepartmentofElectricalEngineeringfrom1989-1994andwasChairmanoftheDepartmentforthe1994-1995HewasDirectoroftheInformationSystemsLaboratoryfromitsfoundingin1962until1971andwasAssociateProvostforComputingforStanfordUniversityfrom1971-1975.

Heisco-authorofthreebooks：

SampledDataSystems,DigitalControlofDynamicSystemsandFeedbackControlofDynamicSystems.TheSecondEditionofthelastofthesebooksreceivedtheIFACprizeasthebestbookinthecontrolsareapublishedduringtheperiod1987-1990;thefiftheditionisnowinpreparation.ProfessorFranklinhassupervisedtheresearchofover60Ph.D.candidatesinmanyaspectsofcontrolandsystems.

HehasformanyyearsbeenanactivememberoftheIEEE.HejoinedasaStudentMemberinApril,1950,andbecameaLifeFellowoftheInstituteinJanuary,1993.HewasontheBoardofDirectors