自動控制

自動控制技術已經廣泛應用於自駕車、機器人、能源科技、智慧機械與智慧製造、交通、農業、化工、航太與航空等眾多領域，充分提升各領域效率，有效改善人類生活環境，提升人類生活品質與安全性。有鑑於近年來自控制控理論與技術對於未來生活會有重大影響，如何具有將自動控制觀念成功應用到各個不同領域的能力將是大學學生做研究與就業的重要能力。
本教材內容相當豐富，在建立為自動控制領域所用之基礎的前提下分成「自動控制導論」、「古典控制學的數學建模」、「古典控制學的系統描述」、「控制系統的時域響應分析」、「控制系統的穩定性與穩態誤差分析」、「根軌跡分析」、「線性系統的頻域響應」、「頻域響應的穩定性分析」、「控制系統的補償設計」、「現代控制學與狀態空間設計」等十大部分。本書的內容除了理論觀念外，亦搭配目前學術界與業界在自動控制最常用之電腦軟體Matlab進行分析與設計，將Matlab求解自動控制的各種程式融入到本書各章節中，透過Matlab求解與設計自動控制系統，相信對於讀者在未來做研究與解決實際工程自動控制問題會有很大幫助。

CH1 自動控制導論
1-1 前言
1-2 自動控制的基本原理
1-3 工業系統的自動控制
1-4 控制系統的分類
1-5 控制系統的性能要求
1-6 控制系統的常見的外加作用訊號
1-7 控制系統的設計
1-8 MATLAB分析工具

CH2 古典控制學的數學建模
2-1 前言
2-2 控制系統的時域建模
2-3 拉氏轉換(Laplace transform)
2-4 控制系統之微分方程式求解
2-5 控制系統的轉移函數
2-6 常見元件或系統的轉移函數(選讀)

CH3 古典控制學的系統描述
3-1 系統方塊圖與方塊圖化簡
3-2 訊號流程圖的組成及性質
3-3 梅森增益公式
3-4 MATLAB 進行方塊圖化簡
3-5 控制系統建模實例(選讀)

CH4 控制系統的時域響應分析
4-1 時域響應分析的性能指標
4-2 一階系統的暫態響應分析
4-3 二階系統的時域分析
4-4 加入極(零) 點對於標準二階系統的影響
4-5 高階系統的時域分析

CH5 控制系統的穩定性與穩態誤差分析
5-1 線性系統的穩定性分析
5-2 穩態誤差計算
5-3 輸入干擾對穩態誤差影響
5-4 靈敏度分析
5-5 閉迴路與開迴路系統性能比較
5-6 控制系統時域響應實例(選讀)

CH6 根軌跡分析
6-1 根軌跡的基本概念
6-2 根軌跡繪製的基本法則
6-3 根軌跡繪圖與MATLAB 指令練習
6-4 開迴路加入極點或零點之根軌跡變化
6-5 根軌跡應用實例(選讀)

CH7 線性系統的頻域響應
7-1 頻域響應的基本概念
7-2 頻域響應的極座標圖(Polar diagram)
7-3 頻域響應的波德圖(Bode diagram)
7-4 頻域響應系統鑑別(system identification)

CH8 頻域響應的穩定性分析
8-1 奈氏穩定準則的基本概念
8-2 相對穩定性
8-3 閉迴路系統的頻域響應性能
8-4 尼可士圖(Nichols chart)

CH9 控制系統的補償設計
9-1 系統的補償問題
9-2 PID控制器參數調整
9-3 相位領先與落後補償器
9-4 相位領先與落後補償器之時域補償
9-5 相位領先與落後補償器之頻域補償

CH10 現代控制學與狀態空間設計
10-1　狀態空間中的系統描述
10-2　方塊圖與狀態空間
10-3　轉移函數的分解
10-4　從狀態方程式求解動態響應
10-5　全狀態回授的控制律設計
10-6　估測器設計

附錄
索　引
參考文獻

習題演練