控制論︰概念、方法與應用

基本概念篇
第1章 緒論
1.1 控制論的發展簡史
1.1.1 中國古代自動裝置與反饋思想
1.1.2 控制和自動化技術的發展經歷了四個歷史時期
1.1.3 控制論的創立和發展
1.2 維納的《控制論》
1.2.1 《控制論》名著簡介
1.2.2 “三論”與控制科學
1.3 控制論的哲學思考
1.4 控制論在國民經濟發展中的作用與地位
1.5 本書結構
1.6 小結
習題
參考文獻
第2章 基本概念
2.1 控制論系統
2.2 控制與調節
2.3 反饋原理
2.4 系統模型與信號流圖
2.5 信息與通信
2.6 估計與識別
2.7 決策與對策
2.8 仿真與重構
2.9 穩定性與收斂性
2.10 最優性與魯棒性
2.11 小結
習題
參考文獻
基本方法篇
第3章 經典控制理論與方法
3.1 自動控制系統的類型和組成
3.1.1 恆值自動調節系統
3.1.2 程序自動控制系統
3.1.3 隨動系統（伺服系統）
3.1.4 自動控制系統的組成
3.1.5 模擬控制（調節）器控制和計算機控制
3.2 反饋控制方法與擾動補償方法
3.3 系統模型與時域分析法
3.3.1 控制系統的穩定性、穩態誤差和動態品質
3.3.2 自動控制系統的控制規律
3.3.3 建立控制元件和系統的數學模型
3.3.4 爐溫自動控制系統的數學模型
3.3.5 自動控制系統的時間域研究法
3.3.6 穩定性分析及代數判據
3.4 傳遞函數與頻域分析法
3.4.1 拉普拉斯變換
3.4.2 元件和系統的傳遞函數，系統的結構圖
3.4.3 自動控制系統的頻率域分析法
3.4.4 頻率法分析系統的動態性能和穩定性
3.5 控制系統的校正
3.5.1 控制系統的頻率法校正
3.5.2 隨動系統基于開環幅相特性的頻率法校正
3.5.3 Simulink仿真支持下基于開環傳遞函數的頻率法校正
3.5.4 過程控制系統的控制器參數整定
3.5.5 擾動補償器設計
3.6 其他線性控制系統
3.6.1 多變量控制系統和解耦設計
3.6.2 線性離散控制系統
3.7 小結
習題
參考文獻
第4章 非線性系統控制方法
4.1 非線性元件及其線性化
4.1.1 非線性元件
4.1.2 非線性元件的線性化
4.2 非線性控制系統的經典研究方法
4.2.1 非線性系統的相平面研究法
4.2.2 二階線性系統的相平面軌跡
4.2.3 二階非線性系統的相平面軌跡及其繪制法
4.2.4 繼電器控制系統的相平面圖
4.3 分叉與混沌
4.4 其他描述與控制方法
4.4.1 非線性系統研究的描述函數法
4.4.2 非線性系統的快速控制和校正
4.5 小結
習題
參考文獻
第5章 現代控制理論與方法
第6章 人工智能方法與技術
第7章 智能控制方法
應用分支篇
第8章 工程控制
第9章 生物控制
第10章 社會經濟與生態、環境及農業控制
第11章 機器人與智能系統
附錄A 拉普拉斯變換簡表
附錄B 矩陣初步

自動化學科有著光榮的歷史和重要的地位，20世紀50年代我國政府就十分重視自動化學科的發展和自動化專業人才的培養。五十多年來，自動化科學技術在眾多領域發揮了重大作用，如航空、航天等，“兩彈一星”的偉大工程就包含了許多自動化科學技術的成果。自動化科學技術也改變了我國工業整體的面貌，不論是石油化工、電力、鋼鐵，還是輕工、建材、醫藥等領域都要用到自動化手段，在國防工業中自動化的作用更是巨大的。現在，世界上有很多非常活躍的領域都離不開自動化技術，比如機器人、月球車等。另外，自動化學科對一些交叉學科的發展同樣起到了積極的促進作用，例如網絡控制、量子控制、流媒體控制、生物信息學、系統生物學等學科就是在系統論、控制論、信息論的影響下得到不斷的發展。在整個世界已經進入信息時代的背景下，中國要完成工業化的任務還很重，或者說我們正處在後工業化的階段。因此，國家提出走新型工業化的道路和“信息化帶動工業化，工業化促進信息化”的科學發展觀，這對自動化科學技術的發展是一個前所未有的戰略機遇。

機遇難得，人才更難得。要發展自動化學科，人才是基礎、是關鍵。高等學校是人才培養的基地，或者說人才培養是高等學校的根本。作為高等學校的領導和教師始終要把人才培養放在第一位，具體對自動化系或自動化學院的領導和教師來說，要時刻想著為國家關鍵行業和戰線培養和輸送優秀的自動化技術人才。

影響人才培養的因素很多，涉及教學改革的方方面面，包括如何拓寬專業口徑、優化教學計劃、增強教學柔性、強化通識教育、提高知識起點、降低專業重心、加強基礎知識、強調專業實踐等，其中構建融會貫通、緊密配合、有機聯系的課程體系，編寫有利于促進學生個性發展、培養學生創新能力的教材尤為重要。清華大學吳澄院士領導的