W kategoriach sterowania automatycznego można nawet ujmować osiągnięcia w studiach. W tego rodzaju modelu wejściem byłby możliwy czas poświęcony na studia, a wyjściem - osiągane wyniki (na przykład oceny). 
Dzięki układom sterowania jest możliwe sterowanie urządzeń z dokładnością niemożliwą inaczej do osiągnięcia. Z wymaganą dokładnością można kierować ruchem anten radiowych skierowanych w dalekie obszary wszechświata - sterowanie ręczne byłoby bezskuteczne. Dzięki układom sterowania winda przenosi nas szybko na wybrane piętro, zatrzymując się automatycznie w pożądanym miejscu. Silniki dostarczają energii potrzebnej do nadania masie szybkości. Układ sterowania steruje położeniem i szybkością masy. 
U podstaw sterowania automatycznego leżą następujące jego możliwości: 
- wzmocnienie energetyczne, 
- zdalne sterowanie, 
- dogodność oddziaływania w odpowiedniej postaci wejść, 
- kompensacja zakłóceń. 
Sterowanie anteny radarowej wymaga ze strony człowieka niewielkiej energii, bowiem układ sterowania zapewnia dostarczenie wymaganej większej energii, zapewnia wzmocnienie energetyczne niezbędne do ruchu anteny. 
Sterowanie automatyczne umożliwia oddziaływanie zdalne, również w środowisku niebezpiecznym. 
Gdy na przykład regulacji podlega temperatura, to wejściem w układzie sterowania może być położenie dźwigni w termostacie. 
Układ sterowania umożliwia osiąganie pożądanego celu w obecności zakłóceń; bez względu na oddziaływanie zakłóceń. Układ sterowania musi być (i jest) w stanie zmierzyć odchylenie wielkości regulowanej od zadanej wartości, z powodu oddziaływania zakłóceń, a następnie przywrócić wielkości regulowanej zadaną wartość. 
Podstawy automatyki to dyscyplina naukowa obejmująca zasady analizy i syntezy układów sterowania automatycznego, wybrane działy tych dziedzin. Analiza układów sterowania automatycznego wymaga znajomości podstaw teorii sterowania, tzn. praw rządzących sterowaniem, i teoretycznych metod sterowania. Synteza układów sterowania automatycznego wymaga znajomości metod projektowania tych układów oraz metod technicznego wykonania zadań sterowania.

Spis treści: 
 
1. WPROWADZENIE  
1.1. Sprzężenie zwrotne - podstawowy mechanizm sterowania 
1.2. Techniczne problemy projektowania układów sterowania

2. KLASYFIKACJA UKŁADÓW STEROWANIA 
2.1. Układy sterowania liniowe i nieliniowe 
2.2. Układy sterowania o parametrach skupionych i rozłożonych 
2.3. Układy sterowania stacjonarne i niestacjonarne 
2.4. Układy sterowania jednowymiarowe i wielowymiarowe 
2.5. Układy sterowania o działaniu ciągłym i dyskretnym 
2.6. Układy sterowania optymalne 
2.7. Układy sterowania adaptacyjne 
2.8. Układy sterowania ekstremalne

3. IDENTYFIKACJA  
3.1. Rodzaje modeli matematycznych 
3.1.1. Odpowiedź impulsowa 
3.1.2. Równania różniczkowe 
3.2. Metody identyfikacji 
3.2.1. Określenie odpowiedzi impulsowej 
3.2.2. Formułowanie równań różniczkowych 
3.2.3. Doświadczalna weryfikacja modelu matematycznego

4. SCHEMATY BLOKOWE  
4.1. Związek pomiędzy schematem blokowym a równaniem różniczkowym 
4.2. Związek pomiędzy równaniem różniczkowym atransmitancją 
4.3. Związek pomiędzy schematem blokowym atransmitancją- algebra schematów blokowych 
4.3.1. Połączenie równoległe 
4.3.2. Połączenie szeregowe 
4.3.3. Połączenie ze sprzężeniem zwrotnym

5. METODA PRZESTRZENI STANU OPISU I ANALIZY UKŁADÓW STEROWANIA  
5.1. Podstawowe pojęcia 
5.2. Stan otoczenia 
5.3. Rozwiązanie liniowego równania różniczkowego w przestrzeni stanu 
5.3.1. Model stacjonarny 
5.3.2. Model niestacjonarny 
5.4. Zastosowanie transformacji Laplace'a do rozwiązania liniowego równania różniczkowego o stałych współczynnikach 
5.5. Macierz transmitancji układu sterowania w metodzie przestrzeni stanu 
5.6. Stabilność układu sterowania 
5.7. Kryterium stabilności Hurwitza 
5.8. Dobór regulatora ze względu na warunek stabilności układu sterowania 
5.8.1. Układy sterowania drugiego rzędu 
5.8.2. Układy sterowania trzeciego rzędu 
5.9. Sterowalność i obserwowalność 
5.10. Algebraiczne kryteria sterowalności i obserwowalności 
5.11. Pozycjonowanie biegunów jako metoda projektowania układów sterowania 
5.12. Liniowe obserwatory 
5.13. Zasada separacji

6. METODA CZĘSTOTLIWOŚCIOWA OPISU I ANALIZY UKŁADÓW STEROWANIA  
6.1. Wprowadzenie 
6.2. Transmitancja widmowa 
6.3. Pasmo przenoszenia 
6.4. Kryterium stabilności Nyquista 
6.5. Zapas wzmocnienia, zapas fazy 
6.6. Doświadczalne określanie transmitancji

7. WSKAŹNIKI JAKOŚCI STEROWANIA  
7.1. Wprowadzenie 
7.2. Uchyb ustalony 
7.3. Proces przejściowy 
7.4. Kryteria całkowe 
7.4.1. Kryterium całki kwadratu uchybu 
7.4.2. Kryterium całki ważonego kwadratu uchybu 
7.4.3. Kryterium całki wartości bezwzględnej uchybu 
7.4.4. Kryterium całki ważonej wartości bezwzględnej uchybu 
7.5. Metoda Zieglera-Nicholsa doboru nastawień regulatora 
7.6. Wrażliwość układu sterowania

8. REGULATORY  
8.1. Rodzaje działania regulatorów 
8.2. Struktura regulatorów 
8.2.1. Zastosowanie sprzężenia zwrotnego w kształtowaniu charakterystyki regulatora 
8.2.2. Kształtowanie charakterystyki regulatora w układzie równoległym 
8.2.3. Kształtowanie charakterystyki regulatora w czujniku lub wzmacniaczu 
8.3. Przykłady budowy regulatorów (kształtowania charakterystyki)

9. NIELINIOWOŚCI W UKŁADACH STEROWANIA  
9.1. Wprowadzenie 
9.2. Metoda funkcji opisującej 
9.2.1. Badanie stabilności nieliniowych układów sterowania metodą funkcji opisującej 
9.2.2. Przykłady badania stabilności metodą funkcji opisującej 
9.2.3. Zakres stosowania metody funkcji opisującej 
9.3. Metoda płaszczyzny fazowej 
9.3.1. Podstawy matematyczne metody płaszczyzny fazowej 
9.3.2. Przykłady analizy układu sterowania metodą płaszczyzny fazowej 
9.3.3. Metoda izoklin w zastosowaniu do określania portretu fazowego 
9.3.4. Punkty osobliwe 
9.3.5. Cykle graniczne 
9.3.6. Ocena błędu metody płaszczyzny fazowej

10. DYSKRETNE UKŁADY STEROWANIA 
10.1. Wprowadzenie 
10.2. Transformacja 'z' 
10.3. Transformata 'z' sygnału wyjściowego układu sterowania 
10.4. Odwrotna transformata 'z' sygnału wyjściowego układu sterowania 
10.4.1. Metoda rozwinięcia transformaty 'z' w szereg potęgowy 
10.4.2. Metoda rozkładu transformaty 'z' na ułamki proste 
10.5. Analiza stabilności na płaszczyźnie 'z' 
10.6. Modelowanie dyskretnych układów sterowania 
10.6.1. Przetwornik analogowo-cyfrowy 
10.6.2. Przetwornik cyfrowo-analogowy 
10.6.3. Łączna transmitancja 'z' obiektu sterowania i przetwornika cyfrowo-analogowego (układu ZOH) 
10.7. Projektowanie dyskretnych układów sterowania (dobór regulatora cyfrowego)

11. STEROWANIE UKŁADÓW O PARAMETRACH ROZŁOŻONYCH  
11.1. Wprowadzenie 
11.2. Analiza układów sterowania o parametrach rozłożonych 
11.3. Przykład - analiza hydraulicznej linii długiej 
11.3.1. Zastosowanie transformacji Laplace'ado analizy hydraulicznej linii długiej 
11.3.2. Modelowanie złożonych połączeń rurociągów - zastosowanie teorii czwómików 
11.3.3. Dobór korektora (regulatora) uderzeń hydraulicznych

12. STEROWANIE W WARUNKACH STOCHASTYCZNYCH  
12.1. Wprowadzenie 
12.2. Charakterystyki statystyczne procesu stochastycznego 
12.3. Proces stochastyczny stacjonarny, proces stochastyczny ergodyczny 
12.4. Gęstość widmowa mocy procesu stochastycznego 
12.5. Analiza układu sterowania przy wymuszeniach stochastycznych

13. ZASTOSOWANIE TEORII ZBIORÓW ROZMYTYCH I SIECI NEURONOWYCH W PROJEKTOWANIU UKŁADÓW STEROWANIA  
13.1. Wprowadzenie 
13.2. Zbiory rozmyte 
13.3. Operacje na zbiorach rozmytych 
13.4. Liczby rozmyte 
13.5. Przybliżone wnioskowanie 
13.6. Sterowniki rozmyte 
13.6.1. Baza reguł 
13.6.2. Blok rozmywania 
13.6.3. Blok wnioskowania 
13.6.4. Blok wyostrzania 
13.7. Zastosowanie sieci neuronowych w sterownikach rozmytych - uwagi ogólne 
13.8. Wykorzystanie sieci neuronowej w bloku wyostrzania sterownika rozmytego

14. PROBLEMY TECHNICZNE ROBOTYKI  
14.1. Wprowadzenie 
14.2. Klasyfikacja robotów 
14.3. Struktura manipulatora 
14.4. Równania ruchu robota (manipulatora) 
14.5. Sterowanie automatyczne robotów 
14.5.1. Dynamika napędu robota 
14.5.2. Struktura układu sterowania robota 
14.5.3. Ocena jakości sterowania robota

15. SYMULACJA KOMPUTEROWA UKŁADÓW STEROWANIA  
15.1. Wprowadzenie 
15.2. Symulacja analogowa a symulacja cyfrowa 
15.3. Projektowanie układów sterowania 
15.4. Diagnostyka układów sterowania 
15.5. Testowanie regulatora

DODATEK  
D1. Wyjście układu sterowania w postaci całki splotu funkcji 
D2. Stabilność w sensie Lapunowa 
D3. Postać macierzy tranzycyjnej 
D4. Model stanu cieczy w rurociągu długim 
D5. Funkcja korelacji własnej odpowiedzi układu sterowania na sygnał białego szumu 
D6. Języki symulacyjne - przykład zastosowań 
 
Literatura