자동제어(automatic control)는 제어의 대상에 대하여 제어하고자 하는 양을 계측하여 목표 값과 비교하고, 그 사이의 차이를 자동적으로 맞도록 조정하는 제어를 말한다. 이러한 자동제어는 현대에 이르러 과학기술이 급속도로 발전함에 따라 그 필요성이 증가하고 있는 실정이다. 산업이 고도화됨에 따라 여러 산업 현장에서 제어시스템의 해석과 설계, 공장자동화 및 성능 최적화에 관한 문제들이 그 중요성을 더해가고 있기 때문에 제어 공학의 기초 이론에서 응용에 이르는 지식이 절실히 요구된다. 따라서 본 교재에서는 각종 산업 현장에서 능숙하게 제어이론을 활용할 수 있도록 하기 위한 여러 고전적인 제어 기법의 이해와 해석 등에 대하여 집중하여 설명하였다. 그리고 제어시스템의 이해를 돕기 위하여 제어에 대한 활용을 중심으로 제어에 대한 개념과 원리 위주로 쉽게 설명하였으며 제어시스템을 모델링하고 구현하기 위하여 MATLAB과 Simulink를 이용하여 실습하도록 구성하였다. 본 교재를 통하여 각종 제어이론에 대한 이해와 함께 실제 제어시스템을 구성하여 실무에 적용할 수 있으라 생각된다. 

제1부 자동제어 이론편

제1장 자동 제어시스템의 개요 11
1.1 개요 11
1.2 제어공학의 발전 12
1.3 제어시스템에 관한 기본 용어 13
1.4 자동제어의 목적과 최적조정 14
1.4.1 자동제어의 본질 14
1.4.2 최적조정 16
1.5 제어시스템의 분류 17
1.6 제어시스템의 설계 절차 18

제2장 시스템 모델링 20
2.1 개요 제어계 해석의 방법 20
2.1.1 개요 20
2.1.2 라플라스 변환 21
2.1.3 라플라스 역변환 22
2.1.4 라플라스 변환의 취급범위 23
2.1.5 전달함수 24
2.2 제어 기본 요소의 전달 함수 26
2.2.1 비례요소 26
2.2.2 적분요소 27
2.2.3 미분요소 29
2.2.4 일차 지연 요소 30
2.2.5 이차 지연 요소 31
2.2.6 부동시간 요소 32
2.3 블록선도의 등가 변환 36
2.4 과도 응답 44
2.5 주파수 응답 44
2.5.1 개요 44
2.5.2 주파수 전달함수 46
2.5.3 주파수 응답의 표시방법 48
2.5.4 제어 주요 요소의 보드선도 51
2.5.5 개루프 제어장치의 주파수 응답 58
2.5.6 폐루프 제어장치의 주파수 응답 59

제3장 제어시스템의 성능 및 안정도 61
3.1 되먹임 제어계의 특성 및 안정성 평가 61
3.1.1 되먹임 제어의 특징 61
3.1.2 정상특성과 평가 65
3.1.3 안정한계 70
3.1.4 안전성 평가 72
3.1.5 폐쇄 루프 제어장치의 안정성 평가 75
3.1.6 주파수 응답과 게인과의 관계 78
3.2 서보 기능이 기계에 미치는 영향 79

제2부 Matlab 및 Simulink

제4장 MATLAB 기초 83
4.1 개요 83
4.1.1 matlab 기초 사용법 83
4.1.2 MATLAB의 장점 84
4.1.3 MATLAB 경로설정(Set Path) 85
4.2 Matlab 풀-다운 메뉴의 사용법 88
4.2.1 명령창 메뉴 88
4.2.2 그림창 메뉴 90
4.3 Matlab 도구상자(Toolbox) 91
제5장 기본적인 Matlab 사용법 93
5.1 개요 93
5.2 행렬의 입력 방법 93
5.2.1 행렬 입력방식 93
5.2.2. 행렬의 원소들 94
5.2.3. 복소수와 복소 행렬 95
5.2.4. 전치 행렬(matrix transpose) 96
5.2.5. 사칙 연산 97
5.2.6. 다항식의 계산 101
5.2.7. 퓨리에 변환(fft) 103
5.2.8. 곡선적합(Curve fitting) 104

제6장 Matalb 그래픽 106
6.1 2차원 그래프 106
6.1.1 기본적인 그래프 함수들 106
6.1.2 그래프 그리기 107
6.1.3 선의 형태와 기호 및 색상 108
6.1.4 기존의 그래프에 새로운 선을 추가. - hold 사용 108
6.1.5 복소수 자료의 도시 109
6.1.6 텍스트(text)의 삽입 110
6.1.7 axis 함수 111
6.1.8 Peaks M-파일 111
6.1.9 행렬의 도시법 112
6.1.10 그래프의 분할 113
6.1.11 수학적 함수의 도시 115
6.1.12 그래픽 입력 116
6.1.13 2차원 그래프들의 종류 118
6.2. 3차원 그래픽 123
6.2.1 선 그래프 123
6.2.2 그물 격자 그래프(mesh) 124
6.2.3 은선 제거 125
6.2.4 표면 그래프(surf ) 126
6.2.5 윤곽선 그래프(contour, contour3) 126
6.2.6 ‘surf’와 ‘mesh’의 변형들 127
6.2.7 관찰점(View Point) 127

제7장 Simulink 128
7.1 Simulink 개요 128
7.1.1 Simulink 128
7.1.2 Simulink 사용법 129
7.2 모델 만들기 133
7.2.1 SIMULINK 시작 133
7.2.2 Object 135
7.2.3 선(Lines) 138
7.2.4 라벨 표시 140
7.2.5 주석란 142
7.2.6 서브시스템 만들기 142
7.2.7 모델 방정식 144
7.2.8 모델 저장하기 146
7.2.9 블록 그래프를 출력하기 146
7.3 Simulation 사용 147

제3부 자동제어 실습편

제8장 Matlab을 이용한 제어시스템의 해석 161
8.1 전달함수(Transfer Function) 161
8.2 선형 및 비선형 시스템 실습 164
8.2.1 선형 시스템 164
8.2.2 비선형 시스템 165
8.3 블록선도 166
8.3.1 Open-loop 블록선도의 합성 166
8.3.2 Close-loop 블록선도의 합성 169
8.4 물리적 시스템의 수학적 모델 174
8.4.1 스프링－댐퍼의 수학적　모델 174
8.4.2 DC모터의 수학적 모델 176
8.5 Open-loop Control 179
8.6 수학적 모델의 출력응답 시뮬레이션 프로그램 181
8.6.1 모델의 출력응답 계산 방법 181
8.6.2 전달함수의 시뮬레이션 182
8.6.3 미분방정식 모델의 시뮬레이션 183
8.7 기계-전기 상사시스템 185
8.7.1　상사시스템(Analogous System) 185
8.7.2 힘－전류 상사(force current) 시스템 185
8.7.3 기계기시스템과 전기시스템의 상사량 186
제9장 Matlab 활용 및 제어모델 실습 189
9.1 2차원 및 3차원 그래프 그리기 189
9.1.1 2차원 그래픽 189
9.1.2 3차원 그래픽 190
9.2 자동제어 시스템 실습 193
제10장 열차시스템 223
10.1 열차 시스템 223
10.2 자유물체도 224
10.3 모델 만들기 224
10.4 모델실행 232
10.5 모델평가 233