出版时间：2026-07；
印刷样式：精装 1/16 ；
页数：511；
字数：652 千字
版权说明：© 2026 作者所有 & MOSP 许可使用；版权合作：book@mospbs.com
纸质书号：978-99996-49-66-7；中图分类：Q-49
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基金课题：作者自筹；*通讯单位：
前 言
通过分析PID控制器与系统的物理属性,作者发现了传统PID控制理论使用“无量纲比例参数与相互独立参数”这两个概念存在理论缺陷。为了纠正这两个理论缺陷,作者引入了控制器的速度因子、系统速度因子与系统加速度因子等新概念,创造性提出了基于一个速度因子的PID镇定理论,并称之为“自耦PID控制理论”。该控制理论科学定义了比例参数的量纲,建立了PID各参数之间的内在关系。自耦PID控制理论只涉及一个最小速度因子的镇定,显著降低了PID参数的镇定难度。由于自耦PID控制器的最小速度因子由系统时间常数来唯一镇定,而时间常数又是任何线性与非线性系统的唯一关键参数,堪称系统的“牛鼻子”,因此,基于速度因子的自耦PID控制理论是一类直接面向系统时间常数而不是系统模型的科学控制方法。自耦PID控制理论统一了线性系统与非线性系统的控制理论思想,建立了大道至简的PID参数镇定算法,科学揭示了控制器的最小速度因子与系统速度因子(或时间常数)之间的物理关系与物理作用,使抽象的PID控制技术冲破了黑暗中的摸索,成为了透明的超级PID控制科学,充分肯定了PID控制技术无所不能的超级控制能力,全面消除了控制理论界对PID控制不能很好控制非线性系统的一切误会和负面影响。本专著共分12章:第1章分析了PID控制器与系统的物理属性,详细述了传统PID控制理论存在的理论缺陷及其改进思想:第2章详细阐述了基于速度因子的PD参数镇定算法,建立了完善的自耦PID控制理论体系;第3章阐述了因积分饱和引起的系统超调问题,并将位置式自耦PID控制力转换为增量式自耦PID控制力;第4章阐述了消除系统超调与系统输人饱和问题,设计了期望输出指令的最优滤波器,建立了无超调、无输入饱和的临界阻尼控制系统,堪称超级PID控制控制系统;第5章至第12章分别涉及自耦PID控制理论的具体应用,包括PMSM的转速与位置控制、双向DC/DC母线电压控制、大时滞系统控制、TORA与倒立摆零动态不稳定系统控制无人机、无人船、末制导系统控制等代表性内容，
全书内容丰富、方法新颖、论证严谨,应用案例涵盖范围广,对运动控制与过程控制广泛领域的教学、科研、PID控制器调试等都具有独特的科学指导作用,可以实现控制理论与控制工程的零距离接轨。
本专著涉及作者近18年来的研究成果,包括大量未公开发表的成果,取材新颖内容丰富,注重理论与应用相结合,论述深入浅出,力求使读者较快掌握和应用这门开创性、颠覆性与实用性的科学控制理论方法。本书可作为电气信息类各专业、能源动力、机械、石油、化工、冶金、航空航天等专业研究生、高年级本科生的选修教材和参考书,也可作为广大控制工程领域的工程师和科研人员的指路明灯。
本专著预备基础知识:高等数学、信号与系统、MATLAB仿真本专著由《长沙理工大学学术专著出版基金》资助。
目 录
第1章 PID控制理论及其局限性分析
第2章 自耦PID 控制理论
第3章 增量式自耦 PID 控制原理
第4章 超级 PID 控制原理
第5章 永磁同步电机控制方法
第6章 永磁同步直线电机控制方法
第7章 双向DC/DC 变换器控制方法
第8章 大时系统控制方法
第9章 TORA与倒立摆的ACPID控制
第10章 三类无人机的 ACPID 控制方法
第11章 无人船的ACPID控制方法
第12章 五类二维自耦PID末制导方法
编委成员
主 编：
作者简介
曾喆昭
湖南蓝山人,博士、二级教授,自耦PID控制理论创始人,中国精品科技期刊F5000顶尖学术论文作者。主要研究方向:超级PID控制技术与应用。1987.6、1989.12、2008.12先后毕业于湘潭大学、清华大学、湖南大学,分别获物理学理学学士、固体物理学理学硕士、电路与系统学科工学博士。作者从2008年开始从事PID优化控制,2012年开始先后从事滑优化控制与自抗扰优化控制。2017年初使用三类优化控制方法对同一系统进行优化控制,根据控制结果的比较分析,发现了传统PID控制方法存在参数鲁棒性差的突出问题:在外部扰动期间，PID控制器参数一直在实时变化,而滑模控制器与自抗扰控制器的参数都具有良好的鲁棒性。该发现让好奇的我开始对传统PID控制理论萌发了质疑的动机,同时也激励自己要深入探索传统PID控制理论存在的缺陷问题,并梦想发明一类控制系统结构简单且参数鲁棒性良好的先进PID控制器。经过近一年的日夜研究,于2017底年发现了引起PID参数鲁棒性差的根本原因，一是视比例增益为无量纲参数;二是视比例、积分、微分增益为相互独立参数。发现问题的目的在于科学解决问题:一是科学定义比例增益的量纲;二是建立比例、积分微分增益之间的内在关系。根据这两个思想观点,2018年首次提出了基于速度因子的PID参数镇定方法,发明了原创性的PID参数镇定模型,初步建立了基于速度因子的自耦PID(SCPID或ACPID)控制理论体系。研究成果先后发表在自动化学报、控制理论与应用等权威与重要期刊,并获中国发明专利授权。近5年来,带领研究生团队使用自耦PID控制理论获得了不少应用研究成果,在CSCD期刊发表学术论文40余篇,被引400余次。通过应用研究,发现了系统快速性与系统超调之间的矛盾。为了解决该矛盾,专著第3章与第4章分别提出了增量式自耦PID控制方法,基于指令滤波的超级PID控制方法,完善了自耦PID控制理论体系,开创了基于系统时间常数(牛鼻子)的控制科学发展方向,颠覆了各类复杂抽象控制理论在黑暗中摸索的艰难局面。
版权扉页
自耦PID控制原理及其应用（曾喆昭 著）
ISBN：978-99996-49-66-7
责任编辑：彭 俊
校对编辑：陈斯若
装帧设计：何幸宜
出版发行：澳门科学出版社
地 址：澳门南湾大马路恒昌大厦11楼F座（邮编：999078）
网 址：https://www.mospbs.com，https://moaj.mospbs.com
反 馈：book@mospbs.com
印装公司：翰林出版集团有限公司
开 本：787 mm × 1092 mm 1/16
印 张：35.75
字 数：652 千字
印 数：1 ~ 3000
版 次：2026年7月第1版
印 次：2026年7月第1次印刷
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