玄兆燕、朱洪俊、杨秀萍等编著的《机械控制工程基础》主要介绍经典控制理论的基本内容，重点是其中的线性控制理论及其在控制系统分析中的应用，以及在机械动力系统动态性能分析中的应用。本书的编写试图从控制理论的发展史入手，介绍控制理论的基本概念和基本知识，然后阐述时间函数的拉普拉斯变换。在此基础上介绍系统的数学模型并导出传递函数的模型，然后是一阶、二阶系统的时间响应分析和频域分析，系统稳定性分析及系统的校正（包括PID校正）。考虑目前计算机技术广泛应用于控制系统中，本书介绍了线性离散系统的相关内容，最后介绍了MATLAB在控制工程中的应用。

玄兆燕、朱洪俊、杨秀萍等编著的《机械控制工程基础》主要讲述机械控制工程的基本原理和基本知识，内容包括系统数学模型的建立，系统的时域和频域分析，系统稳定性分析，系统校正，线性离散系统以及MATLAB在控制工程中的应用。

《机械控制工程基础》强调基本概念和基本方法，注重方法论述的逻辑性和严谨性，同时在论述过程中根据工科学生的具体情况尽量避免高深的数学论证，紧密结合控制工程与机械工程实际，用机械与电气实例解释基本理论和基本方法，使其能很好地在数理知识和专业知识之间起到桥梁的作用。

《机械控制工程基础》可作为高等学校机械设计制造及自动化、机电一体化等专业本科生和专科生的教材，也可供相关教师与工程技术人员作为参考书。

第1章 绪论/1

 1.1 引言/1

1.1.1 控制工程发展史/1

1.1.2 机械控制工程的研究对象与任务/2

 1.2 控制系统简介/2

1.2.1 控制系统的分类/2

1.2.2 闭环控制系统的组成/6

1.2.3 对控制系统的基本要求/7

 本章小结/7

 习题1/7

第2章 拉普拉斯变换/8

 2.1 拉氏变换的概念/8

2.1.1 问题的提出/8

2.1.2 拉氏变换的存在定理/9

 2.2 拉氏变换的性质/16

2.2.1 线性性质/16

2.2.2 微分性质/17

2.2.3 积分性质/19

2.2.4 位移性质/20

2.2.5 延迟性质/21

2.2.6 尺度变换/22

2.2.7 初值定理、终值定理/23

 2.3 拉氏逆变换/24

 2.4 卷积/30

2.4.1 卷积的概念/30

2.4.2 卷积定理/31

 本章小结/34

 习题2/35

第3章 系统的数学模型/37

 3.1　系统的微分方程/38

3.1.1 建立微分方程的基本步骤/38

3.1.2 机械系统的微分方程/38

3.1.3 电气系统的微分方程/42

3.1.4 机电系统的微分方程/44

 3.2 系统的传递函数/48

3.2.1 传递函数的基本概念/48

3.2.2 传递函数的零点、极点和放大系数/50

3.2.3 典型环节的传递函数/51

 3.3 系统方块框图及其简化/65

3.3.1 系统传递函数的方框图表示/66

3.3.2 传递函数方框图的化简/71

 3.4 输入和干扰同时作用下的系统传递函数/78

 本章小结/81

 习题3/81

第4章 时间响应分析/86

 4.1 概述/86

4.1.1 时间响应及其组成/86

4.1.2 典型试验信号/87

 4.2 一阶系统的时间响应/89

4.2.1 一阶系统的单位脉冲响应/89

4.2.2 一阶系统的单位阶跃响应/90

4.2.3 单位脉冲响应和单位阶跃响应的关系/91

 4.3 二阶系统的时间响应/91

4.3.1 二阶系统的单位脉冲响应/92

4.3.2 二阶系统的单位阶跃响应/93

4.3.3 二阶系统响应的性能指标/96

 4.4 系统稳态误差分析/101

4.4.1 系统误差与偏差的关系/101

4.4.2 系统的稳态误差/102

4.4.3 静态误差系数/105

 本章小结/108

 习题4/108

第5章 系统频率响应分析/110

 5.1 频率特性概述/110

5.1.1 频率特性的概念/110

5.1.2 频率特性的特点和作用/113

 5.2 频率特性的极坐标图（Nyquist）图/115

5.2.1 典型环节的Nyquist图/115

5.2.2 Nyquist图的一般绘制方法/120

 5.3 频率特性的对数坐标图（Bode）图/124

5.3.1 概述/124

5.3.2 典型环节的Bode图/125

5.3.3 Bode图的一般绘制方法/131

 5.4 闭环频率特性/138

 5.5 最小相位系统与非最小相位系统/138

 5.6 根据频率特性曲线估计系统传递函数/139

5.6.1 确定放大倍数K/140

5.6.2 各环节传递函数确定/141

 本章小结/142

 习题5/142

第6章 系统稳定性分析/145

 6.1 系统稳定的概念和条件/145

 6.2 劳斯（Routh）稳定判据/146

6.2.1 系统稳定的必要条件/147

6.2.2 系统稳定的充要条件/147

6.2.3 劳斯判据的特殊情况/149

 6.3 Nyquist稳定判据/151

6.3.1 米哈伊洛夫定理/151

6.3.2 Nyquist稳定判据/153

6.3.3 开环含有积分环节的Nyquist图/155

6.3.4 具有延时环节的系统的稳定性分析/157

6.3.5 Nyquist稳定判据应用举例/159

 6.4 Bode稳定判据/161

 6.5 系统的相对稳定性/164

6.5.1 相位裕度/165

6.5.2 幅值裕度Kg/165

 本章小结/168

 习题6/168

第7章 系统校正/170

 7.1 概述/170

7.1.1 校正的概念/170

7.1.2 系统的性能指标/170

7.1.3 校正方式/175

 7.2 串联校正/176

7.2.1 增益校正/176

7.2.2 相位超前校正/178

7.2.2 相位滞后校正/182

7.2.3 相位滞后－超前校正/186

 7.3 PID校正/190

7.3.1 PID控制规律及其实现/190

7.3.2 PID调节器的设计/195

 7.4 反馈校正/198

 本章小结/204

 习题7/204

第8章 线性离散系统/208

 8.1 计算机控制系统概述/208

8.1.1 计算机控制系统组成/208

8.1.2 信号的采样与采样定理/210

 8.2 Z变换/214

8.2.1 Z变换的定义/214

8.2.2 Z变换的性质/216

8.2.3 Z反变换/218

 8.3 线性离散系统的数学模型/221

8.3.1 线性离散系统的差分方程/221

8.3.2 脉冲传递函数/224

 8.4 线性离散系统的稳定性分析/230

8.4.1 线性离散系统稳定的充分必要条件/230

8.4.2 线性离散系统的稳定性判据/232

8.4.3 线性离散系统的稳态误差分析/234

 8.5 线性离散系统的校正与设计/237

8.5.1 对数频率特性法校正/237

8.5.2 有限拍设计/241

8.5.3 数字PID控制/247

 本章小结/254

 习题8/255

第9章 MATLAB在控制工程中的应用/257

 9.1 MATLAB简介/257

 9.2 用MATLAB进行瞬态响应分析/258

9.2.1 线性系统的MATLAB表示/258

9.2.2 系统单位阶跃响应的求法/258

9.2.3 系统单位脉冲响应的求法/259

 9.3 用MATLAB进行频率响应分析/260

9.3.1 用MATLAB作Bode图/260

9.3.2 用MATLAB作Nyquist图/262

 9.4 SIMULINK应用/263

9.4.1 SIMULINK概述/263

9.4.2 启动SIMULINK工具包/264

9.4.3 用SIMULINK创建系统模型/265

9.4.4 用SIMULINK进行系统仿真/269

 本章小结/271

 习题参考答案/272

参考文献/285