南京航空航天大学研究生指定教材《自动控制原理》第四版

在深入探讨《自动控制原理 第四版 胡寿松》这本书的具体知识点之前，首先应当明确，自动控制原理是自动化学科的核心理论课程之一。本书作为南京航空航天大学研究生入学考试的指定教材，其内容的权威性和科学性是不容置疑的。作者胡寿松教授在自动控制领域具有深厚的学术造诣和丰富的教学经验，因此该书内容体系完备，理论阐述严谨，对自动控制的基本概念、原理和方法进行了深入浅出的讲解。 ### 主要知识点 #### 1. 自动控制的基本概念 首先，本书会介绍自动控制的基本概念，包括控制系统的组成、分类、功能以及自动控制的基本原理。控制系统由受控对象、执行机构、检测元件、比较元件、控制器等部分组成。控制系统通常可以分为开环控制和闭环控制（反馈控制）两大类，其中闭环控制系统具有反馈环节，能够通过不断调整输出以达到期望的控制目标。 #### 2. 控制系统的数学模型 自动控制系统需要通过数学模型来描述和分析，因此会涉及到系统的微分方程、传递函数和状态空间模型等。在本书中，这些模型的建立、转换和简化是重要的知识点，它们是进行系统分析和设计的基础。 #### 3. 系统稳定性分析 系统稳定性是自动控制系统设计的核心问题之一。胡寿松教授在书中详细阐述了判断系统稳定性的多种方法，例如劳斯稳定判据、奈奎斯特判据、伯德图法等。通过对稳定性分析方法的掌握，读者可以科学地设计和调整控制参数，确保控制系统的稳定运行。 #### 4. 控制系统性能指标 控制系统设计不仅需要保证稳定，还需要考虑系统的动态性能，如快速性、准确性和鲁棒性。书中将介绍如何通过时域响应和频域响应等方法分析系统性能，并根据性能指标优化控制器设计。 #### 5. 控制器设计 控制器设计是自动控制原理中的高级内容，包括了比例控制（P）、积分控制（I）、微分控制（D）及其组合PID控制的设计。本书将详细介绍PID控制器的原理，参数调整方法以及对不同被控对象的适用性。 #### 6. 状态空间分析与设计 在现代控制理论中，状态空间分析方法具有重要地位，它为多输入多输出系统的分析和设计提供了强有力的工具。状态空间方法能够清晰地反映系统内部状态的变化，对于复杂系统尤为有效。本书将引导读者掌握状态空间模型的建立、系统可控性和可观测性分析以及状态反馈和状态观测器的设计。 #### 7. 非线性控制系统 虽然非线性控制系统较为复杂，但却是自动控制不可回避的话题。本书会介绍非线性系统的基本概念、分析方法以及特定条件下的线性化处理方法。掌握这些知识对于处理实际控制系统中的非线性因素至关重要。 #### 8. 控制系统在实际应用中的案例分析 作为教材，本书还特别注重理论与实践的结合，将会介绍一些实际控制系统的设计案例，如飞行器控制系统、工业过程控制等。通过案例分析，读者可以更直观地理解自动控制原理在实际中的应用。 ### 结语 总体来看，《自动控制原理 第四版 胡寿松》是一本全面介绍自动控制基本理论和方法的专业教材，不仅适用于研究生教学，也是自动控制及相关领域的研究人员、工程师和技术人员的重要参考资料。对于想要深入研究自动控制的学生和专业人士而言，本书无疑是极有价值的入门和提高之选。