自動控制系統(研究所)(八版)

第0 章 控制系統簡介
第1 章 古典制學的數學基礎
第2 章 古典控制學的系統描述
第3 章 控制學系統的穩定度與靈敏度
第4 章 時間響應分析
第5 章 根軌跡
第6 章 頻率響應分析
第7 章 頻域穩定分析
第8 章 控制系統的設計與補償
第9 章 現代控制學的數學基礎
第10 章 現代控制學的系統描述
第11 章 現代控制學的穩定度、控制性與觀察性
第12 章 狀態回授設計與觀察器
第13 章 物理系統的數學模式
第14 章 數位控制
第15 章 非線性系統的線性化分析

作者序

　　自動控制的觀念是一個有趣的系統理論，透過嚴謹的數學架構，這個理論看似抽象卻又十足具體地表現出一種工程面貌。其實，工程的應用以數學的結構來呈現，本來就是科學發展史上一個重要的脈絡，而自動控制的理論，正是其中一個把這個觀念發揮的最淋漓盡致的學問之一。學習自動控制的過程，初期學習者大都會被一些數學給束縛住，無法將所學的數學與真實世界的自動控制聯想在一起。其實自動控制的基礎數學並不困難，問題是要如何瞭解數學背後的物理與工程觀念。一旦這個關節可以打通，念起自動控制理論就可以得心應手。

　　本書的內容安排，就是希望朝向這個理念來規劃，希望能引導讀者，即使自己修讀這本書，也可以按部就班地瞭解自動控制的學術奧秘，並且有正確的工程物理概念。整本書的架構大致上分為三個單元，第一單元從第一章開始至第八章結束，我們稱之為古典控制學。古典控制學探討自動控制最早被完整發展出來的理論，本單元先從古典控制的基礎數學介紹起，再融入系統的概念，發展出轉移函數的想法，穩定度的定義，時間響應的探討，根軌跡的理論，頻域的架構與分析，最後控制器的形式與設計。第二單元為第九章至第十二章的內容，我們稱之為現代控制學。現代控制學的內容除了先介紹現代控制理論的基礎數學外，更探討了現代控制學中最重要的狀態概念，並由此瞭解現代控制學與古典控制學最大的不同處。接著再導引出現代控制學的三大觀念，也就是漸進穩定、控制性與觀察性的想法。有了以上結果，現代控制最重要的學理貢獻，也就是狀態回授設計與觀察器就可以順利地在第十二章中推導出來。最後，第三單元為第十三章至第十五章的內容，我們稱之為特殊單元。其中第十三章探討各種常見控制系統的數學模式如何建構，並瞭解實際控制系統在古典控制轉移函數或現代控制動態方程式的關係為何。第十四章則研究基本的數位控制理論，瞭解數位化控制系統模式的推導與建立。最後，第十五章則是簡單地介紹非線性系統線性化的理論，讓讀者瞭解基礎非線性系統概念。

　　除了理論的基礎與進階的觀念之外，本書在每個單元都有許多練習的範例提供讀者參考。範例的練習是基本理論融會貫通的最佳捷徑之一，不僅有助於問題的思考，更對前後觀念的連接有很大的助益。

　　最後筆者還是感謝許多人的幕後協助與幫忙，尤其是鼎茂出版社的全力配合，這本書才能再一次順利出版。得之於人者太多，出之於己者太少，就讓這本書再一次獻給所有關心自動控制研究的人吧。

　　筆者才疏學淺，有任何疏漏或不妥之處，還懇切希望各界先進專家惠與指正是幸。