图书前言

“电子信息与电气”科学与工程是饶有兴趣、充满新奇且具有挑战性的学科。从本质上说,控制科学与工程是一门跨学科综合性的工程学科,“自动控制原理”是它的核心课程。由于自动控制技术在各个行业的广泛渗透,其控制理论已逐渐成为高等院校许多学科共同的专业基础,且越来越占有主要的位置。国内外已经出版了许多优秀的《自动控制原理》教科书,尽管如此,学生们仍常常感到学习和应用“自动控制原理”都是比较困难的。我们的学生从电力、石油化工、冶金、机械加工、水自处理、地铁、啤酒厂、汽车制造企业参观实习回来后都惊奇地发现,他们在课堂上学到的知识如今确实应用到了各个行业,我们建议学生在学习这门课程期间去工厂参观实习,这对学习、认识和应用自动控制系统大有好处。我们可以采用不同的途径来学习和掌握控制科学与工程的基础知识和技能。一方面,该学科是建立在坚实的数学基础之上的,我们可以将定理及其证明作为重点从严格的理论角度来学习它; 另一方面,由于其最终目标是实现对实际系统的自动控制,我们也可以在设计控制系统的实践中,主要凭直觉和实践经验来学习,不过这只是权宜之计。本书是在介绍电子信息与电气学科的数学工具和方法论的基础上,着重以工程实例为背景,以物理模型为主线,实现对自动控制系统的分析和对实际控制系统的设计。

一种重要而有效的学习方法是对前人已得到的答案和方法重新发现和创新。传统的教学方法不重视学生创新与实践能力的培养,不重视向学生提问题,而是只给出问题的研究方法、理论证明和完整的答案,使学生有可能知难而退,感受不到刺激和兴奋,与创造冲动无缘。因此,理想的教学方法是向学生提出一系列问题,并给出一些过去已经得到的答案。向学生提出一些我们将继续面临的、重要而尚无答案的问题,由学生自己去寻求答案。这样他们可以自豪地说,他们所学到的知识都是自己所发现的。一本好的教科书和一位好的教授讲解是学好课程的有利条件,但是,只有学生自己才是学好课程的关键因素,大家都知道兴趣是最好的老师,相信本书的出版能给学生带来更大的学习和研究兴趣。

本书注重教学研究要更新观念、强调工程背景,理论紧密结合实际,从基本概念和分析方法入手,结合实例,以时域分析方法为主线,时域分析和频域分析并进,图文并茂,利用直观的物理概念以及一系列MATLAB仿真结果使学生充分理解控制系统参数与性能指标之间的内在联系,由浅入深地引导学生全面理解和掌握自动控制系统的分析与设计方法。

本书第1~6章内容可以作为电子信息与电气学科各专业的基础内容,建议学时在60学时左右。其他内容可根据各院校各专业的教学计划自行组合或取舍。

 本书由杨智、范正平主编,张雨浓、李晓东主审。全书共分9章: 第1~2章、第5~7章和第9章由杨智执笔,第3~4章和第8章由范正平执笔。本书部分内容受国家自然科学基金项目(60704045)和(60874115)资助。研究生王明甲、卢燕红、张飞、王波涛、许清媛、刘撷捷等参与了本书的打字、MATLAB编程与绘图工作。在此,谨向对我们的编写工作给予积极支持和大力帮助的人们表示诚挚的感谢!

由于本书涉及的专业领域广泛,书中错误难免,殷切希望广大师生、专家学者、控制工程师提出批评和宝贵意见。

杨智

2010年5月于广州中山大学

联系邮箱: issyz@mail.sysu.edu.cn