本书主要叙述典型自动控制系统的基本部件、自动控制原理、典型自动控制系统的工作原理和性能分析。着重阐述自动控制系统性能的分析，以及改善系统性能的途径。本书的着眼点是系统性能分析和系统性能的改进。本书的特点是：全书以方法论为主线，以实例分析(或举例)为载体，将自动控制原理和实际系统结合起来，理论联系实际，侧重技术应用，并注意物理概念和物理过程的阐述。本书条理清楚、重点突出、分析仔细、便于自学。书中对检测元件、控制电机和电力电子学做了必要的补充，以便于机械类等非电专业学生阅读。书中每章均有小结、思考题和习题，便于读者复习和练习。

自动控制系统及应用自学考试大纲
Ⅰ课程性质与课程目标5
Ⅱ考核目标5
Ⅲ课程内容与考核要求6
Ⅳ关于大纲的说明与考核实施要求22
附录题型举例26
后记30
自动控制系统及应用第1篇自动控制系统常用的基本部件
第1章自动控制系统概述33
11引言33
12开环控制和闭环控制34
121开环控制系统34
122闭环控制系统35
13自动控制系统的组成37
14自动控制系统的分类39
141按输入量变化的规律分类39
142按系统传输信号对时间的关系
分类41
143按系统的输出量和输入量间的
关系分类41
144按系统中的参数对时间的变化
情况分类41
15自动控制系统的性能指标42
151系统的稳定性42
152系统的稳态性能指标42
153系统的动态性能指标43
16研究自动控制系统的方法44
小结45
思考题45
习题46
第2章常用检测元件47
21线位移检测元件47
211磁栅传感器47
212光栅传感器48
22角位移检测元件50
221伺服电位器50
222圆磁栅传感器50
223光电编码器50
23转速检测元件54
231测速发电机54
232增量式光电编码器54
小结55
思考题55
习题56
第3章电力电子供电电路57
31电力电子供电电路概述57
32晶闸管及其触发、保护电路58
321晶闸管58
322晶闸管的触发电路59
323晶闸管电路的保护环节60
33单相晶闸管可控整流电路62
331单相全控桥式整流电路(电阻性
负载)62
332单相全控桥式整流电路(电阻电
感性负载)63
333单相全控桥式整流电路（反电动
势负载）65
34三相晶闸管全控桥式整流电路66
341三相晶闸管全控桥式整流电路
（电阻性负载）66
342晶闸管可控整流装置反并联可逆
供电电路68
35*晶闸管交流调压电路69
351双向晶闸管69
352单相晶闸管交流调压电路69
353三相晶闸管交流调压电路70
36双极晶体管－脉宽调制型直流调压
电路70
361双极晶体管及其驱动、保护
电路70
362BJT－PWM型直流调压电路71
37绝缘栅双极型晶体管－正弦脉宽调制
型交流变压变频电路75
371IGBT及其驱动、保护电路75
372二极管整流器－IGBT逆变器构成的
交－直－交变压变频电路78
373三相SPWM型逆变电路82
小结83
思考题86
习题86
读图练习87第2篇自动控制原理
第4章自动控制系统的数学模型88
41拉普拉斯变换88
411拉普拉斯变换的定义89
412拉普拉斯变换的主要运算定理89
42传递函数的概念90
43系统框图91
431系统框图的组成91
432典型自动控制系统的框图91
44典型环节的传递函数92
441比例环节92
442积分环节92
443理想微分环节93
444惯性环节94
45自动控制系统常用部件的传递函数94
451电路元件94
452运算放大器和常用调节器95
46框图的变换和简化97
461串联变换规则97
462并联变换规则97
463反馈连接变换规则98
464引出点和比较点的移动规则99
47自动控制系统闭环传递函数的求取99
48自动控制系统的框图100
481直流电动机各物理量间的关系101
482系统框图的画法103
483直流电动机的框图103
484系统框图的物理含义104
485系统框图的化简与闭环传递函数
的求取105
小结107
思考题108
习题108
第5章分析自动控制系统性能常用的
方法110
51时域分析110
511典型一阶系统的单位阶跃响应110
512典型二阶系统的单位阶跃响应111
52频率特性114
521频率特性的基本概念114
522频率特性的表示方式115
523典型环节的对数频率特性119
524系统的开环对数频率特性123
53*MATLAB软件及其在系统性
能分析中的应用125
531MATLAB软件的安装与启动125
532MATLAB软件指令窗126
533Simulink仿真软件简介127
534用Simulink建立系统模型及系
统仿真130
小结133
思考题135
习题135
第6章自动控制系统的性能分析136
61自动控制系统的稳定性分析136
611系统稳定性的概念136
612奈氏稳定判据和对数频率判据138
613稳定裕量与系统的相对稳定性139
614由频率特性来分析系统的
稳定性141
615由Simulink系统仿真结果来分析
系统的稳定性143
62自动控制系统的稳态性能分析146
621系统稳态误差的概念146
622系统稳态误差与系统型别、开环
增益间的关系148
623系统稳态误差与输入信号间的
关系150
624增益和积分环节影响系统稳态性
能的物理过程151
625系统稳态性能分析举例151
63自动控制系统的动态性能分析152
631最大超调量σ和振荡次数N152
632影响系统快速性的因素152
64自动控制系统性能分析综述154
小结154
思考题156
习题156
第7章自动控制系统的校正158
71串联校正158
711比例校正159
712比例－微分校正160
713比例－积分校正162
714比例－积分－微分校正163
72反馈校正165
721反馈校正对典型环节性能的
影响166
722反馈校正对系统性能影响的
分析166
723反馈校正分析举例167
73顺馈补偿169
731扰动顺馈补偿169
732输入顺馈补偿170
74系统校正综述171
小结172
思考题173
习题173第3篇典型自动控制系统的工作原理和性能分析
第8章晶闸管直流调速系统175
81转速负反馈晶闸管直流调速系统175
811系统的组成175
812系统的工作原理176
813系统的自动调节过程177
814系统框图177
815系统性能分析177
82电压负反馈和电流正反馈晶闸管直
流调速系统178
83转速、电流双闭环晶闸管直流调速
系统179
831系统的组成179
832系统的工作原理和自动调节
过程180
833系统框图181
834系统性能分析183
835给定积分器的应用184
836双闭环直流调速系统的优点184
小结184
思考题186
习题187
读图练习187
第9章双极晶体管－脉宽调制控制
的直流伺服系统188
91伺服系统概述188
911伺服系统的组成188
912伺服系统的特点189
92BJT－PWM控制的直流伺服系统的
组成189
93BJT－PWM控制的直流伺服系统的
工作原理190
931SG1731 PWM专用集成电路190
932主电路193
933控制信号的综合（PWM波的形
成）和系统的工作过程193
934BJT－PWM控制系统的特点195
94直流伺服系统的框图和自动调节
过程195
941直流伺服系统的框图195
942直流伺服系统的自动调节过程196
95直流伺服系统性能分析197
小结197
思考题198
习题198
读图练习199
第10章绝缘栅双极型晶体管－正弦
脉宽调制控制的交流异步电
动机调速系统200
101交流调速的基本方案与变压变频的基本
控制方式200
1011交流调速的基本方案200
1012变压变频调速的基本控制
方式201
102模拟式IGBT－SPWM－VVVF交流
调速系统202
103微机控制的IGBT－SPWM－VVVF交流
调速系统简介204
104矢量控制的交流变频调速系统
简介205
1041矢量控制的基本思路205
1042微机矢量控制-SPWM-BJT供电的
通用变频器电路207
105直接转矩控制交流变频调速装置实例
简介（阅读材料）208
106通用变频器209
1061通用变频器的功能209
1062通用变频器的结构209
1063通用变频器的采购及使用210
小结210
思考题210
读图练习211
第11章无刷直流电动机控制系统与
交流伺服系统212
111永磁同步电动机212
112电子换向原理213
113无刷直流电动机214
114无刷直流电动机控制系统216
1141向三相绕组供电的逆变器
电路216
1142磁极位置信号的获得216
1143电子换向的实现217
1144无刷直流电动机控制系统的
特点218
115交流伺服系统218
1151交流伺服电动机218
1152交流伺服系统的控制特点219
116交流伺服系统实例219
小结221
思考题222
读图练习222
附录常用文字符号224
参考文献229