自動控制（第四版）
活動訊息
內容簡介
這本「簡明、易授、易讀」的「自動控制」，是一本適合專技院校教學的基礎教科書。自初版發行以來，廣受許多大專院校採用為「自動控制」或「控制系統」課程之教科書。
本書作者在技專院校教授自動控制課程，並輔導學生參加高考、技師及研究所考試二十餘年，累積深刻的教學心得與輔導考試經驗，編寫這本好教易學、適合技職院校的教科書。全書從最基本的認識控制系統開始，並在第二章提供了必要的數學基礎，讓未修過工程數學的讀者可以先學到必要的數學基礎，已經修過工程數學的讀者也可以複習一下學習自動控制所須的數學基礎。後續各章則涵蓋時域、頻域與狀態空間之分析與設計觀念，循序漸進。
「自動控制」課程為電機、機械、自動化與機電等工程科系之重要專業科目。目前雖已有很多自動控制的中文或英文教科書，但不少版本難度太高、太深，篇幅太大以致教師授課困難，學生也不易吸收。本書是專技院校「自動控制」課程最合適的教科書。
第四版延續「簡明、易授、易讀」的特色，廣納任課教師們反饋的意見與諸多寶貴建議加以微調修訂。
本書作者在技專院校教授自動控制課程，並輔導學生參加高考、技師及研究所考試二十餘年，累積深刻的教學心得與輔導考試經驗，編寫這本好教易學、適合技職院校的教科書。全書從最基本的認識控制系統開始，並在第二章提供了必要的數學基礎，讓未修過工程數學的讀者可以先學到必要的數學基礎，已經修過工程數學的讀者也可以複習一下學習自動控制所須的數學基礎。後續各章則涵蓋時域、頻域與狀態空間之分析與設計觀念，循序漸進。
「自動控制」課程為電機、機械、自動化與機電等工程科系之重要專業科目。目前雖已有很多自動控制的中文或英文教科書，但不少版本難度太高、太深，篇幅太大以致教師授課困難，學生也不易吸收。本書是專技院校「自動控制」課程最合適的教科書。
第四版延續「簡明、易授、易讀」的特色，廣納任課教師們反饋的意見與諸多寶貴建議加以微調修訂。
目錄
Ch 01 導論
1-1 前言
1-2 控制系統之表示法
1-3 專有名詞認識
1-4 回授控制系統
1-5 回授控制之應用例
1-6 控制系統之分類
1-7 控制器之常見型式
1-8 控制系統之設計程序
Ch 02 數學基礎
2-1 前言
2-2 微分方程式
2-3 複變函數及s平面
2-4 複變數函數之極點與零點
2-5 矩陣
2-6 矩陣代數
2-7 拉氏轉換
2-8 拉氏轉換之基本定理
2-9 反拉氏轉換之求法
2-10 拉氏轉換求解微分方程式
Ch 03 控制系統表示法
3-1 前言
3-2 轉移函數
3-3 方塊圖
3-4 方塊圖之化簡法
3-5 訊號流程圖
3-6 梅森增益公式
3-7 應用梅森增益公式求轉移函數
3-8 狀態方程式
3-9 狀態圖
3-10 由微分方程式繪出狀態圖
3-11 由轉移函數繪出狀態圖
3-12 由狀態圖找轉移函數
Ch 04 物理系統之數學模式
4-1 前言
4-2 機械元件之特性
4-3 機械動力系統
4-4 熱力系統
4-5 水位系統
4-6 壓力系統
4-7 電網路系統
4-8 電子式PID控制器
4-9 電機系統
4-10 轉換器
Ch 05 控制系統之時域分析
5-1 前言
5-2 典型測試訊號
5-3 單位回授系統之穩態誤差
5-4 系統之暫態響應
5-5 一階系統之時間響應
5-6 二階系統之步階響應
5-7 二階系統性能規格之數學表示法
5-8 二階系統之斜坡輸入響應
5-9 高階系統轉移函數之主要極點
5-10 PID控制器之特性
Ch 06 系統之穩定性與靈敏度
6-1 前言
6-2 有界輸入有界輸出穩定性
6-3 路斯哈維次準則
6-4 路斯哈維次準則之應用
6-5 相對穩定性分析
6-6 系統之靈敏度
Ch 07 根軌跡法
7-1 前言
7-2 根軌跡之基本觀念
7-3 根軌跡之繪製法則
7-4 根軌跡之繪製
7-5 根軌跡之重要特性
7-6 根廓線
Ch 08 頻率響應法
8-1 前言
8-2 線性非時變系統之頻率響應
8-3 頻域分析之性能規格
8-4 標準二階系統之頻域特性
8-5 頻率響應函數之極座標圖
8-6 頻率響應函數之波德圖
8-7 幅量對相位圖
8-8 極小相位與非極小相位系統
8-9 實驗法決定轉移函數
Ch 09 頻域穩定性分析
9-1 前言
9-2 基本名詞與定義
9-3 奈氏穩定性準則
9-4 相對穩定性：增益邊際與相位邊際
9-5 由波德圖及幅量對相位圖決定相對穩定性
9-6 標準二階系統相位邊際與阻尼比之關係
9-7 尼可士圖
Ch 10 控制系統之設計與補償
10-1 前言
10-2 時域設計與頻域設計
10-3 增益調整法及其限制
10-4 PID控制器
10-5 PID控制器最佳增益調整法
10-6 相位超前控制器
10-7 相位落後控制器
10-8 相位落後超前控制器
10-9 根軌跡設計法
Ch 11 狀態空間分析
11-1 前言
11-2 系統之可控制性
11-3 系統之可觀測性
11-4 狀態轉移矩陣
11-5 狀態轉移方程式
11-6 轉移函數矩陣
11-7 特性方程式及特性根
11-8 可控制性典型式
11-9 觀測器典型式
11-10 轉換成可控制性典型式
11-11 狀態回授控制
11-12 觀測器設計
11-13 觀測狀態回授與全階觀測器之合成控制
1-1 前言
1-2 控制系統之表示法
1-3 專有名詞認識
1-4 回授控制系統
1-5 回授控制之應用例
1-6 控制系統之分類
1-7 控制器之常見型式
1-8 控制系統之設計程序
Ch 02 數學基礎
2-1 前言
2-2 微分方程式
2-3 複變函數及s平面
2-4 複變數函數之極點與零點
2-5 矩陣
2-6 矩陣代數
2-7 拉氏轉換
2-8 拉氏轉換之基本定理
2-9 反拉氏轉換之求法
2-10 拉氏轉換求解微分方程式
Ch 03 控制系統表示法
3-1 前言
3-2 轉移函數
3-3 方塊圖
3-4 方塊圖之化簡法
3-5 訊號流程圖
3-6 梅森增益公式
3-7 應用梅森增益公式求轉移函數
3-8 狀態方程式
3-9 狀態圖
3-10 由微分方程式繪出狀態圖
3-11 由轉移函數繪出狀態圖
3-12 由狀態圖找轉移函數
Ch 04 物理系統之數學模式
4-1 前言
4-2 機械元件之特性
4-3 機械動力系統
4-4 熱力系統
4-5 水位系統
4-6 壓力系統
4-7 電網路系統
4-8 電子式PID控制器
4-9 電機系統
4-10 轉換器
Ch 05 控制系統之時域分析
5-1 前言
5-2 典型測試訊號
5-3 單位回授系統之穩態誤差
5-4 系統之暫態響應
5-5 一階系統之時間響應
5-6 二階系統之步階響應
5-7 二階系統性能規格之數學表示法
5-8 二階系統之斜坡輸入響應
5-9 高階系統轉移函數之主要極點
5-10 PID控制器之特性
Ch 06 系統之穩定性與靈敏度
6-1 前言
6-2 有界輸入有界輸出穩定性
6-3 路斯哈維次準則
6-4 路斯哈維次準則之應用
6-5 相對穩定性分析
6-6 系統之靈敏度
Ch 07 根軌跡法
7-1 前言
7-2 根軌跡之基本觀念
7-3 根軌跡之繪製法則
7-4 根軌跡之繪製
7-5 根軌跡之重要特性
7-6 根廓線
Ch 08 頻率響應法
8-1 前言
8-2 線性非時變系統之頻率響應
8-3 頻域分析之性能規格
8-4 標準二階系統之頻域特性
8-5 頻率響應函數之極座標圖
8-6 頻率響應函數之波德圖
8-7 幅量對相位圖
8-8 極小相位與非極小相位系統
8-9 實驗法決定轉移函數
Ch 09 頻域穩定性分析
9-1 前言
9-2 基本名詞與定義
9-3 奈氏穩定性準則
9-4 相對穩定性：增益邊際與相位邊際
9-5 由波德圖及幅量對相位圖決定相對穩定性
9-6 標準二階系統相位邊際與阻尼比之關係
9-7 尼可士圖
Ch 10 控制系統之設計與補償
10-1 前言
10-2 時域設計與頻域設計
10-3 增益調整法及其限制
10-4 PID控制器
10-5 PID控制器最佳增益調整法
10-6 相位超前控制器
10-7 相位落後控制器
10-8 相位落後超前控制器
10-9 根軌跡設計法
Ch 11 狀態空間分析
11-1 前言
11-2 系統之可控制性
11-3 系統之可觀測性
11-4 狀態轉移矩陣
11-5 狀態轉移方程式
11-6 轉移函數矩陣
11-7 特性方程式及特性根
11-8 可控制性典型式
11-9 觀測器典型式
11-10 轉換成可控制性典型式
11-11 狀態回授控制
11-12 觀測器設計
11-13 觀測狀態回授與全階觀測器之合成控制
序／導讀
四版序
「自動控制」課程為電機、機械、自動化與機電等工程科系之重 要專業科目。目前雖已有很多自動控制的中文或英文教科書，但適用於技專院校學生或自學者的基礎教科書很少。
有鑑於此，筆者依據在技專院校教授自動控制課程，並輔導學生參加高考、技師及研究所考試二十餘年之經驗，以「簡明、易授、易讀」為原則來編寫此書：此書涵蓋時域、頻域與狀態空間之分析與設計觀念，理論由淺入深、循序漸進，文字敘述簡明易讀，圖片清晰精確，且內文附有例題及說明，可幫助學生掌握重點，深入理解基本概念，提高解題技巧。
而自初版發行以來，承蒙很多大專院校採用為「自動控制」或「控制系統」課程之教科書，殊感榮幸。同時，也獲得很多教師不吝對本書提出指正與諸多寶貴建議，筆者深深感激，並竭誠地廣納這些意見，故而經多次細心校對與討論後，再次微調修訂為第四版，若仍有疏漏或不夠嚴謹之處，尚祈讀者與諸先進能繼續給予指正，以期日後再版時能更完善，不勝感荷。
張振添 謹 識
「自動控制」課程為電機、機械、自動化與機電等工程科系之重 要專業科目。目前雖已有很多自動控制的中文或英文教科書，但適用於技專院校學生或自學者的基礎教科書很少。
有鑑於此，筆者依據在技專院校教授自動控制課程，並輔導學生參加高考、技師及研究所考試二十餘年之經驗，以「簡明、易授、易讀」為原則來編寫此書：此書涵蓋時域、頻域與狀態空間之分析與設計觀念，理論由淺入深、循序漸進，文字敘述簡明易讀，圖片清晰精確，且內文附有例題及說明，可幫助學生掌握重點，深入理解基本概念，提高解題技巧。
而自初版發行以來，承蒙很多大專院校採用為「自動控制」或「控制系統」課程之教科書，殊感榮幸。同時，也獲得很多教師不吝對本書提出指正與諸多寶貴建議，筆者深深感激，並竭誠地廣納這些意見，故而經多次細心校對與討論後，再次微調修訂為第四版，若仍有疏漏或不夠嚴謹之處，尚祈讀者與諸先進能繼續給予指正，以期日後再版時能更完善，不勝感荷。
張振添 謹 識
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