楊叔子，1933年9月生於江西省湖口縣。華中科技大學教授，機械工程專家、教育家，1991年當選為中國科學院院士。原華中理工大學校長、華中科技大學學術委員會主任。

第1章 緒論(1)

1.1 機械工程控制論的研究對像與任務(2)

1.2 繫統及其模型(5)

1.3 反饋(8)

1.4 繫統的分類及對控制繫統的基本要求(12)

1.5 機械制造的發展與控制理論的應用(16)

1.6 控制理論發展的簡單回顧(19)

1.7 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(24)

1.8 本課程的特點與學習方法(25)

習題(26)

第2章 繫統的數學模型(29)

2.1 繫統的微分方程(29)

2.2 繫統的傳遞函數(36)

2.3 繫統的傳遞函數方框圖及其簡化(49)

2.4 考慮擾動的反饋控制繫統的傳遞函數(58)

2.5 相似原理(60)

2.6 繫統的狀態空間模型(63)

2.7 數學模型的MATLAB描述(69)

2.8 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(73)

習題(75)

第3章 繫統的時間響應分析(82)

3.1 時間響應及其組成(82)

3.2 典型輸入信號(85)

3.3 一階繫統(86)

3.4 二階繫統(89)

3.5 高階繫統(100)

3.6 繫統誤差分析與計算(102)

3.7 δ函數在時間響應中的作用(109)

3.8 利用MATLAB分析時間響應(114)

3.9 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(117)

習題(120)

第4章 繫統的頻率特性分析(125)

4.1 頻率特性概述(125)

4.2 頻率特性的圖示方法(131)

4.3 頻率特性的特征量(151)

4.4 小相位繫統與非小相位繫統(152)

4.5 利用MATLAB分析頻率特性(154)

4.6 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(157)

習題(159)

第5章 繫統的穩定性(162)

5.1 繫統穩定性的初步概念(162)

5.2 Routh穩定判據(167)

5.3 Nyquist穩定判據(173)

5.4 Bode穩定判據(184)

5.5 繫統的相對穩定性(186)

5.6 利用MATLAB分析繫統的穩定性(191)

5.7 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(193)

習題(194)

第6章 繫統的性能指標與校正(199)

6.1 繫統的性能指標(199)

6.2 繫統的校正(203)

6.3 串聯校正(205)

6.4 PID校正(214)

6.5 反饋校正(221)

6.6 順饋校正(224)

6.7 利用MATLAB設計繫統校正(225)

6.8 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(227)

6.9 關於繫統校正的一點討論(229)

習題(229)

第7章 非線性繫統初步(232)

7.1 概述(232)

7.2 描述函數法(237)

7.3 相平面分析法(246)

7.4 利用MATLAB繪制相軌跡(259)

習題(262)

第8章 線性離散繫統初步(265)

8.1 概述(265)

8.2 信號的采樣與采樣定理(268)

8.3 Z變換與Z逆變換(272)

8.4 線性離散繫統的傳遞函數(277)

8.5 線性離散繫統的穩定性分析(284)

8.6 線性離散繫統的校正與設計(288)

8.7 利用MATLAB分析線性離散繫統(291)

8.8 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(293)

習題(294)

第9章 繫統辨識初步(297)

9.1 繫統辨識的基本概念(297)

9.2 繫統辨識的階躍響應法(299)

9.3 單位脈衝響應估計(301)

9.4 繫統辨識的頻率特性法(303)

9.5 繫統辨識的差分方程法(309)

9.6 利用MATLAB估計繫統模型(319)

9.7 設計示例：數控直線運動工作臺位置控制繫統(322)

習題(326)

參考文獻(329)

  社會主義建設事業滾滾向前，全國人民正在為實現“兩個一百年”的奮鬥目標，實現中華民族偉大復興的中國夢而奮鬥。為適應建設與科學發展對人纔的需求，以及高等學校教育教學改革蓬勃發展，本書第七版也即將付印。從1984年3月版問世至今，本書一直深受讀者的歡迎，已印刷69次，銷售60餘萬冊。在以往多次獲獎的基礎上，2014年本書又被確認為“‘十二五’普通高等教育本科規劃教材”。我們再次衷心感謝兄弟院校有關教師與學生及所有讀者的信任與支持，衷心感謝出版社與有關領導部門及有關同志的關心與鼓勵。本書問世已經30餘年。

    三十而立，本書正當而立之年，前程似錦。正如本書版前言所述：“由於現代科學技術的迅速發展，將控制理論應用於機械工程的重要性日益明顯，這就導致了‘機械工程控制論’這門學科的產生與發展。實際上，這門學科既是一門廣義的繫統動力學，又是一種合乎唯物辯證法的方法論，它對啟迪與發展人們的思維與智力有很大的作用。作為一門課程，它是機械工程類專業，特別是機電工程類專業的重要理論基礎之一。”這是32年前出版本書的初衷與期望。從版、第二版、第三版、第四版、第五版、第六版到第七版，本書隨同我國建設、教育發展、教學改革的前進而前進。實踐是檢驗真理的標準。32年的實踐證明，“機械工程控制論”這門學科在促進機械工程的發展與培養機械工程人纔，特別是機電一體化人纔中發揮了非同一般的作用，這使作者不勝感慨與欣喜。

    本書第六版問世已經五年，科學技術（特別是信息技術中的互聯網技術）的突飛猛進，教育教學改革的全面發展與不斷深入，對本書提出了新的要求，因此，本書應予修訂。為此，作者全面研究了本書的內容與寫法，增加了新的內容，進一步完善了某些論述，對相關部分做了增、刪、改。主要情況如下：

    (1) 第六版問世五年來，科學技術飛速發展。黨的十八屆五中全會召開，改革步伐加快。國民經濟轉型，促進與推動了科技創新，並為機械制造業的發展帶來了前所未有的機遇。因此，對章緒論做了相應的修改。

    (2) 對第6章的6.3.1節“相位超前校正”做了較大的修改，以便讀者能更好地理解。

    (3) 對第9章“繫統辨識初步”做了大的改動，刪去了較深的數學闡述，加強了繫統辨識的基礎知識。

    (4) 全書中發現個別印刷錯誤，此次亦做了改正。

    此次修訂充分聽取了讀者的意見，特別是使用本書的許多高等學校教師的意見。我們也充分吸取過去多年的教學經驗，特別是吳波教授、熊良纔博士近幾年的教學經驗。在楊克衝教授、吳波教授、熊良纔博士與我共同討論的基礎上，楊克衝教授、吳波教授承擔了全書的統稿工作，熊良纔博士承擔了第六章和第九章的修訂執筆工作。

    本書第七版可與《機械工程控制基礎學習輔導與題解》(修訂本)配套使用。同時，我們還提供了二維碼資源，可通過在本書封底掃碼下載。

    本書1984年3月問世，1987年、1993年、2001年、2004年與2011年已總共做了五次修訂，現以第七版付印。飲水思源！本版付印，我們絲毫沒有忘記以不同方式、不同程度參與過本書工作的教師與朋友，他們的勞動與智慧仍凝聚在第七版中。是的，沒有過去，就沒有現在，要承認歷史，要尊重歷史，往事如金。我們感謝劉經燕、王治藩、梅志堅、謝月雲、桂修文同志，感謝熊有倫院士、胡慶超教授、師漢民教授，感謝西安交通大學陳康寧教授，特別是已故的陽含和教授，感謝一切有關的同志！我們還應感謝華中科技大學出版社以及有關同事，特別是老編輯黎秋萍同志！是的，我們一貫認為，我們的事業是集體的，一切成就屬於集體。

    正如前述，本書經歷了32個春秋，加上本次修訂，已完成了六次修訂，然而，真理不可窮盡，認識不會終結，進步無有止境，比之形勢對我們的要求更有差距。我真心地再次重復：人孰無過？思孰無誤？書孰無訛？何況，作者水平有限，知識有限，精力有限，而客觀的發展是無窮盡的，書中的錯誤與不妥必然難免。“嚶其鳴矣，求其友聲。”殷切期望廣大讀者，特別是兄弟學校的教師與學生，撥冗相助，不吝指教，我們不勝感激！

                                                                                                                                                                       楊叔子

                                                                                                                                                                     2017.4.19