"本書是一本基于元宇宙技術來講述自動控制原理的元形態(tài)教材。通過在元宇宙中構建虛擬校園學習環(huán)境，允許學生在虛擬教室、虛擬實驗室、虛擬圖書館和虛擬操場等元宇宙環(huán)境中學習系統(tǒng)和控制的理論知識并動手實踐完成相關控制實驗；同時本書以四旋翼無人機的飛行控制作為貫穿全書的實例，從應用需求的角度介紹了經典控制理論和現代控制理論的核心基礎內容。本書的目標是通過元宇宙這種新興技術手段，賦予傳統(tǒng)教材新的生命力，以簡明易懂和深入淺出的語言闡述知識，以生動直觀的方式演示理論，以沉浸式的交互體驗完成實踐，激發(fā)學生對自動控制原理的學習興趣，加深對控制理論核心知識的理解與掌握，同時獲得一定的工程實踐經驗。本書共分為6章。第1章為緒論，介紹了無人機、系統(tǒng)和控制的基本概念以及控制領域的常見問題；第2章分別介紹了微分方程、傳遞函數和狀態(tài)空間三種形式系統(tǒng)模型的構建方法，并對它們之間的轉換關系進行了分析；第3章則介紹了控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、動態(tài)性能指標和穩(wěn)態(tài)性能指標等控制系統(tǒng)時域分析方法的具體內容；第4章介紹了控制器的設計方法，分別給出了PID控制器、基于主導極點的控制器、基于狀態(tài)反饋的控制器和超前校正控制器的具體設計方法和注意事項；第5章首先對本書配套的元宇宙實驗環(huán)境“廣義機器人虛擬仿真系統(tǒng)”進行了介紹，然后詳細分析了無人機跟蹤給定航跡控制任務、城市巡航人機交互控制任務和帶環(huán)境風干擾的城市巡航人機交互控制任務三種控制實驗；第6章作為附錄，拓展介紹了使用頻域方法分析和設計控制系統(tǒng)的詳細步驟，豐富了控制科學的研究方法。本書可作為普通高校、高職高專院校自動化、電氣工程及其自動化、機械和化工過程自動化類學科相關課程的專業(yè)教材和教學參考書，也可以作為成人高等教育相關課程的教材，還可以供有關科研人員和工程技術人員參考。"