本书主要讲述控制工程的基本概念和基础知识，以及MATLAB软件在控制系统分析与设计中的应用。内容包括系统的数学模型、时域分析、频域分析、系统的稳定性以及系统校正设计等部分。 全书在讲清基本原理和概念的同时，结合目前最流行的MATLAB软件，讲述MATLAB软件在系统的数学模型、时域分析、频域分析、系统的稳定性以及系统校正设计等方面的应用，以增强教材的实用性和先进性。 全书还注重控制理论在机械工程中的应用，并以适当的机械系统实例结合机械工程的实际，运用控制理论以及MATLAB软件，对系统进行分析与设计，为学生将来解决控制工程的实际问题打下基础。 本书章节内容连贯，系统性强，各章均配有习题与思考题，并在书后附有部分习题的参考答案。 本书作为高等学校机械电子工程专业的规划教材之一，适用于机电专业、机械设计制造及自动化等专业本科生的技术基础课教材，也可供控制系统设计、MATLAB应用的工作者及相关专业的工程技术人员参考使用。

前言 随着现代科学和计算机技术的迅速发展，将控制理论应用于工程实际，解决工程实际问题显得日益重要。机械工程控制论的理论和方法正成为广大学生和工程技术人员分析问题和解决问题的有效手段，它是高等学校机械电子工程专业的重要技术基础课之一。 作为一本技术基础课教材，为了紧跟时代的发展，本书在讲清基本控制原理和概念的同时，讲述了目前最流行的MATLAB软件在系统的数学模型、时域分析、频域分析、系统的稳定性以及系统校正设计等方面的应用及实现，以增强本教材的实用性和先进性。本教材同时密切结合机械工程实际，以适当的机械系统为例，运用控制理论以及MATLAB软件，对系统进行分析与设计。这不仅有利于加强控制工程基础与专业课之间的联系，而且为学生今后将控制理论应用于机械工程实际，解决工程实际问题打下坚实的基础。 全书章节内容连贯，系统性强，结构紧凑。内容共分六章：第一章绪论，主要对机械工程控制论和MATLAB软件进行概要介绍；第二章系统的数学模型，主要讲述运用力学、电学知识对系统建模的方法，以及传递函数、方框图、信号流图等重要概念，并对常用机械系统、电网络系统和机电系统的传递函数进行推导，最后讲述系统数学模型的MATLAB实现；第三章时域分析，主要对一阶系统、二阶系统在典型输入信号作用下的时间响应进行分析，并定义了二阶系统的性能指标，介绍了稳态误差的概念与计算，最后讲述系统时域分析的MATLAB实现；第四章频域分析，主要介绍频率特性的概念，重点讲述典型环节的频率特性及系统频率特性的极坐标图和对数坐标图的绘制，并介绍了系统闭环频率特性的概念和闭环系统性能分析，最后讲述了频域分析的MATLAB实现；第五章系统的稳定性，主要介绍稳定性的基本概念，重点讲述代数稳定判据和乃奎斯特稳定判据，并介绍了系统的相对稳定性及衡量稳定裕度的性能指标，最后讲述了系统稳定性的MATLAB实现；第六章系统校正设计，主要介绍了校正的概念与功能，重点讲述串联校正、PID校正以及反馈校正，并给出了利用MATLAB软件进行串联校正设计的实例。在附录A中给出了常用函数拉氏变换表；在附录B中给出了部分习题的参考答案。 本书由哈尔滨理工大学董玉红、河南科技大学徐莉萍主编，由哈尔滨工程大学博士生导师张立勋教授主审。 全书内容的编者分工为：第一、六章及有关MATLAB软件的内容由董玉红编写；第二章由北京建筑工程学院田编写；第三章由华南理工大学刘亚俊编写；第四章由河南科技大学徐莉萍编写；第五章由哈尔滨理工大学吴开宇编写。全书由董玉红统稿。 张立勋教授对本书提出了许多宝贵意见，在此表示感谢。 由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。 编者 2005年9月

前言
第一章 绪论
第一节 机械工程控制论概述
第二节 控制系统的工作原理与组成
第三节 控制系统的分类与基本要求
第四节 MATLAB语言简介
习题与思考题
第二章 系统的数学模型
第一节 系统的微分方程
第二节 拉普拉斯变换与反变换
第三节 传递函数
第四节 系统框图及简化
第五节 信号流图与梅逊公式
第六节 物理系统的传递函数推导
第七节 系统数学模型的MATLAB实现
习题与思考题
第三章 时域分析
第一节 概述
第二节 一阶系统的时间响应
第三节 二阶系统的时间响应
第四节 高阶系统的响应分析
第五节 稳态误差分析与计算
第六节 时域分析的MATLAB实现
习题与思考题
第四章 频域分析
第一节 概述
第二节 典型环节的频率特性
第三节 系统开环频率特性的绘制
第四节 闭环频率特性
第五节 闭环系统性能分析
第六节 频域分析的MATLAB实现
习题与思考题
第五章 系统的稳定性
第一节 概述
第二节 劳斯稳定判据
第三节 乃奎斯特稳定判据
第四节 系统的相对稳定性
第五节 系统稳定性分析的MATLAB
实现
习题与思考题
第六章 系统的校正设计
第一节 概述
第二节 串联校正
第三节 PID校正
第四节 反馈校正
第五节 系统校正设计的MATLAB实现
习题与思考题
附录A 常用函数拉氏变换表
附录B 部分习题参考答案
参考文献

主编 董玉红徐莉萍 参编 田刘亚俊吴开宇 主审张立勋