"本書是一本基于元宇宙技術(shù)來講述自動控制原理的元形態(tài)教材。通過在元宇宙中構(gòu)建虛擬校園學(xué)習(xí)環(huán)境，允許學(xué)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(xué)習(xí)系統(tǒng)和控制的理論知識并動手實踐完成相關(guān)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(yīng)用需求的角度介紹了經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的核心基礎(chǔ)內(nèi)容。本書的目標是通過元宇宙這種新興技術(shù)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(xué)生對自動控制原理的學(xué)習(xí)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(jīng)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(lǐng)域的常見問題；第2章分別介紹了微分方程、傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間三種形式系統(tǒng)模型的構(gòu)建方法，并對它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)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(nèi)容；第4章介紹了控制器的設(shè)計方法，分別給出了PID控制器、基于主導(dǎo)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(shè)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(wù)、城市巡航人機交互控制任務(wù)和帶環(huán)境風(fēng)干擾的城市巡航人機交互控制任務(wù)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(shè)計控制系統(tǒng)的詳細步驟，豐富了控制科學(xué)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(xué)科相關(guān)課程的專業(yè)教材和教學(xué)參考書，也可以作為成人高等教育相關(guān)課程的教材，還可以供有關(guān)科研人員和工程技術(shù)人員參考。"