前　　言
　　

　　在自动控制技术被广泛应用的今天，越来越多的人想要了解和掌握自动控制原理，尤其是那些可能从事和接触自动化科技的科技人员。学习自动控制原理课程就成为熟悉自动控制的基础知识、理解控制系统的工作原理及掌握自动控制系统的分析和设计基本技能的主要途径。学习自动控制原理课程首先需要有一本好的教材。这对于学生来说，是请到了一个好的书本教师，而对于教授此课的教师来说，是得到了一个精心设计的参考教案。对于这个学生和教师在几个月的课程学习中共同依赖的课本，自然有许多理想特性的期待。这些期待也正是我们编书者的努力目标。
　　就知识点的分布而言，希望有较大的宽度，可以覆盖常用的原理性的全部基础知识。
　　就论述知识的深度而言，则采用了以建立基本概念和掌握基本技能够用为度的原则。因为，所讲述的多种分析方法都是前人精心开发并已得到理论证明和多年实践考验的，所以在这里不加证明地直接引用，只是为了在有限时间内学习更多的有用知识和掌握更本质的概念和技能。为此，学生也应当采用“拿来先用”和“边用边理解其本质”的学习策略。
　　就自动控制原理课程的本质而言，不妨认为主要是自动控制系统的特性分析方法和控制器的初步设计理念。一个控制工程师或科技人员面对一个自动控制系统。首先，会用方框图变换或信号流图法将该系统分解成环节或综合成大的系统。其次，会用机理建模或实验建模法建立系统的数学模型，可能是传递函数、或是状态方程形式。第三，会用系统分析方法分析出系统的基本特性，比如说，稳定性、快速性或稳态误差。第四，会用控制器的设计方法设计控制器或利用系统分析方法改进系统特性。
　　就自动控制原理课程的主要内容——系统特性分析方法而言，可谓丰富多彩、各有千秋。系统特性分析方法可分为时域法、根轨迹法、频域法和状态空间法四种。前三种方法都是基于传递函数模型，第四种方法基于状态方程模型。时域法是最基本的。它以阶跃响应直观地定义了时域性能指标，用劳斯判据可轻松判别系统稳定性，用稳态误差系数可定量分析系统的稳态误差。根轨迹法则利用变开环增益在闭环根平面上展示了系统的动态特性变化。频域法则利用对数幅频特性曲线直观地表示了系统的频率响应。状态空间法则可利用矩阵变换分析出系统的可控性和可观性。四种方法构成了控制理论的基础。不管是控制专业的学生还是非控制专业的学生都应该知道这四种方法，差别只在于程度上的深浅。
　　就控制系统的初步设计应用而言，本书用了一整章的篇幅（第四章）。这也许是一般的自动控制原理教科书少有的。虽然，对于控制专业的学生有后续的控制系统课程，但是，早一点把设计和分析联系在一起有很多益处。对于非控制专业的学生更是有必要。系统分析的目的就是为了设计和应用，连在一起考虑让学生能更能体会到分析的用处和应用的效果。
　　控制系统的分析要用太多的数学推导和数值计算使得人们一直在寻找更有效的方法和工具。事实上劳斯判据的发明就是为了避免解高阶代数方程。现在，有了高速运转的计算机和高效的数值计算软件。几乎控制原理中所需要的一切数值计算都可交给计算机去完成。于是，许多新出版的自动控制原理都夹带了MATLAB语句。但是，这本书并没有跟着做。倒不是拒绝先进工具的使用，而是已有了配套的教材（见2005年中国电力出版社出版的杨平等编的《自动控制原理学习辅导》《自动控制原理实验与实践》）。再者，也考虑到了建立基本概念比会用工具更重要，有限的篇幅只益于突出有限的重点。
　　本书的第一、二、三、五、九章由翁思义编写，第四、六、八章由杨平编写，第七章由郭平编写，全书的统稿由杨平和翁思义完成。
　　对于本书中可能出现的错误和不妥之处，恳请来信批评指正（yangping1201@126.com）。

作者
2006年6月