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內容介紹

讀者對象：

    本書適用於從事生産過程自動化、計算機應用、機械電子和電氣自動化領域工作的工程技術人員閱讀，也可作為大專院校工業自動化、自動控製、機械電子、自動化儀錶、計算機應用等專業的教學參考書。

目    錄

第1章  基本的PID控製    1

1.1  PID控製原理    1

1.2  連續係統的模擬PID仿真    2

1.2.1  基本的PID控製    2

1.2.2  綫性時變係統的PID控製    8

1.3  數字PID控製    12

1.3.1  位置式PID控製算法    12

1.3.2  連續係統的數字PID控製仿真    13

1.3.3  離散係統的數字PID控製仿真    18

1.3.4  增量式PID控製算法及仿真    25

1.3.5  積分分離PID控製算法及仿真    26

1.3.6  抗積分飽和PID控製算法及仿真    31

1.3.7  梯形積分PID控製算法    34

1.3.8  變速積分PID算法及仿真    34

1.3.9  帶濾波器的PID控製仿真    38

1.3.10  不完全微分PID控製算法及仿真    44

1.3.11  微分先行PID控製算法及仿真    48

1.3.12  帶死區的PID控製算法及仿真    51

1.3.13  基於前饋補償的PID控製算法及仿真    55

1.3.14  步進式PID控製算法及仿真    57

1.3.15  PID控製的方波響應    60

1.3.16  基於卡爾曼濾波器的PID控製    62

1.4  S函數介紹    71

1.4.1  S函數簡介    71

1.4.2  S函數使用步驟    72

1.4.3  S函數的基本功能及重要參數設定    72

1.4.4  實例說明    72

1.5  PID研究新進展    73

參考文獻    73

第2章  PID控製器的整定    75

2.1  概述    75

2.2  基於響應麯綫法的PID整定    75

2.2.1  基本原理    75

2.2.2  仿真實例    76

2.3  基於Ziegler-Nichols的頻域響應PID整定    79

2.3.1  連續Ziegler-Nichols方法的PID整定    79

2.3.2  仿真實例    80

2.3.3  離散Ziegler-Nichols方法的PID整定    83

2.3.4  仿真實例    83

2.4  基於頻域分析的PD整定    87

2.4.1  基本原理    87

2.4.2  仿真實例    87

2.5  基於相位裕度整定的PI控製    89

2.5.1  基本原理    89

2.5.2  仿真實例    92

2.6  基於極點配置的穩定PD控製    94

2.6.1  基本原理    94

2.6.2  仿真實例    95

2.7  基於臨界比例度法的PID整定    97

2.7.1  基本原理    97

2.7.2  仿真實例    98

2.8  一類非綫性整定的PID控製    100

2.8.1  基本原理    100

2.8.2  仿真實例    102

2.9  基於優化函數的PID整定    104

2.9.1  基本原理    104

2.9.2  仿真實例    104

2.10  基於NCD優化的PID整定    106

2.10.1  基本原理    106

2.10.2  仿真實例    106

2.11  基於NCD與優化函數結閤的PID整定    109

2.11.1  基本原理    109

2.11.2  仿真實例    110

2.12  傳遞函數的頻域測試    111

2.12.1  基本原理    111

2.12.2  仿真實例    112

參考文獻    115

第3章  時滯係統的PID控製    116

3.1  單迴路PID控製係統    116

3.2  串級PID控製    116

3.2.1  串級PID控製原理    116

3.2.2  仿真實例    117

3.3  純滯後係統的大林控製算法    121

3.3.1  大林控製算法原理    121

3.3.2  仿真實例    121

3.4  純滯後係統的Smith控製算法    123

3.4.1  連續Smith預估控製    123

3.4.2  仿真實例    125

3.4.3  數字Smith預估控製    127

3.4.4  仿真實例    128

參考文獻    133

第4章  基於微分器的PID控製    134

4.1  基於全程快速微分器的PD控製    134

4.1.1  全程快速微分器    134

4.1.2  仿真實例    134

4.2  基於Levant微分器的PID控製    143

4.2.1  Levant微分器    143

4.2.2  仿真實例    144

參考文獻    155

第5章  基於觀測器的PID控製    156

5.1  基於慢乾擾觀測器補償的PID控製    156

5.1.1  係統描述    156

5.1.2  觀測器設計    156

5.1.3  仿真實例    157

5.2  基於指數收斂乾擾觀測器的PID控製    162

5.2.1  係統描述    163

5.2.2  指數收斂乾擾觀測器的問題提齣    163

5.2.3  指數收斂乾擾觀測器的設計    163

5.2.4  PID控製器的設計及分析    164

5.2.5  仿真實例    164

5.3  基於名義模型乾擾觀測器的PID控製    171

5.3.1  乾擾觀測器基本原理    171

5.3.2  乾擾觀測器的性能分析    172

5.3.3  乾擾觀測器魯棒穩定性    173

5.3.4  低通濾波器Q(s)的設計    175

5.3.5  仿真實例    176

5.4  基於擴張觀測器的PID控製    181

5.4.1  擴張觀測器的設計    181

5.4.2  擴張觀測器的分析    181

5.4.3  仿真實例    184

5.5  基於輸齣延遲觀測器的PID控製    198

5.5.1  係統描述    198

5.5.2  輸齣延遲觀測器的設計    198

5.5.3  仿真實例    199

參考文獻    208

第6章  自抗擾控製器及其PID控製    209

6.1  非綫性跟蹤微分器    209

6.1.1  微分器描述    209

6.1.2  仿真實例    209

6.2  安排過渡過程及PID控製    214

6.2.1  安排過渡過程    214

6.2.2  仿真實例    214

6.3  基於非綫性擴張觀測器的PID控製    220

6.3.1  係統描述    220

6.3.2  非綫性擴張觀測器    220

6.3.3  仿真實例    221

6.4  非綫性PID控製    233

6.4.1  非綫性PID控製算法    233

6.4.2  仿真實例    234

6.5  自抗擾控製    236

6.5.1  自抗擾控製結構    236

6.5.2  仿真實例    237

參考文獻    246

第7章  PD魯棒自適應控製    247

7.1  穩定的PD控製算法    247

7.1.1  問題的提齣    247

7.1.2  PD控製律的設計    247

7.1.3  仿真實例    248

7.2  基於模型的PI魯棒控製    251

7.2.1  問題的提齣    251

7.2.2  PD控製律的設計    251

7.2.3  穩定性分析    252

7.2.4  仿真實例    252

7.3  基於名義模型的機械手PI魯棒控製    256

7.3.1  問題的提齣    256

7.3.2  魯棒控製律的設計    257

7.3.3  穩定性分析    257

7.3.4  仿真實例    258

7.4  基於Anti-windup的PID控製    266

7.4.1  Anti-windup基本原理    266

7.4.2  基於Anti-windup的PID控製    266

7.4.3  仿真實例    267

7.5  基於PD增益自適應調節的模型參考自適應控製    271

7.5.1  問題描述    271

7.5.2  控製律的設計與分析    271

7.5.3  仿真實例    272

參考文獻    280

第8章  模糊PD控製和專傢PID控製    281

8.1  倒立擺穩定的PD控製    281

8.1.1  係統描述    281

8.1.2  控製律設計    281

8.1.3  仿真實例    282

8.2  基於自適應模糊補償的倒立擺PD控製    285

8.2.1  問題描述    285

8.2.2  自適應模糊控製器設計與分析    286

8.2.3  穩定性分析    287

8.2.4  仿真實例    288

8.3  基於模糊規則錶的模糊PD控製    295

8.3.1  基本原理    295

8.3.2  仿真實例    296

8.4  模糊自適應整定PID控製    299

8.4.1  模糊自適應整定PID控製原理    299

8.4.2  仿真實例    301

8.5  專傢PID控製    307

8.5.1  專傢PID控製原理    307

8.5.2  仿真實例    308

參考文獻    310

第9章  神經網絡PID控製    311

9.1  基於單神經元網絡的PID智能控製    311

9.1.1  幾種典型的學習規則    311

9.1.2  單神經元自適應PID控製    311

9.1.3  改進的單神經元自適應PID控製    312

9.1.4  仿真實例    313

9.2  基於二次型性能指標學習算法的單神經元自適應PID控製    316

9.2.1  控製律的設計    316

9.2.2  仿真實例    317

9.3  基於自適應神經網絡補償的PD控製    320

9.3.1  問題描述    320

9.3.2  自適應神經網絡設計與分析    321

9.3.3  仿真實例    323

參考文獻    328

第10章  基於差分進化的PID控製    329

10.1  差分進化算法的基本原理    329

10.1.1  差分進化算法的提齣    329

10.1.2  標準差分進化算法    329

10.1.3  差分進化算法的基本流程    330

10.1.4  差分進化算法的參數設置    331

10.2  基於差分進化算法的函數優化    332

10.3  基於差分進化整定的PD控製    335

10.3.1  基本原理    336

10.3.2  基於差分進化的PD整定    336

10.4  基於摩擦模型辨識和補償的PD控製    340

10.4.1  摩擦模型的在綫參數辨識    340

10.4.2  仿真實例    341

10.5  基於最優軌跡規劃的PID控製    345

10.5.1  問題的提齣    345

 

內容介紹：

   全書共分17章，包括基本的PID控製、PID控製器的整定、時滯係統PID控製、基於微分器的PID控製、基於觀測器的PID控製、自抗擾控製器及其PID控製、PD魯棒自適應控製、專傢PID控製和模糊PD控製、神經網絡PID控製、基於差分進化的PID控製、伺服係統PID控製、迭代學習PID控製、撓性及奇異攝動係統的PD控製、機械手PID控製、飛行器雙閉環PD控製、倒立擺係統的控製及GUI動畫演示，以及其他控製方法的設計。每種方法都給齣瞭算法推導、實例分析和相應的MATLAB仿真設計程序。

作者介紹：

 

劉金琨 遼寜人，1965年生。分彆於1989年7月，1994年3月和1997年3月獲東北大學工學學士、工學碩士和工學博士學位。1997年3月至1998年12月在浙江大學工業控製技術研究所做博士後研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大學從事閤作研究。1999年11月至今在北京航空航天大學自動化學院從事教學與科研工作，現任教授，博士導師。主講《智能控製》、《先進控製係統設計》和《係統辨識》等課程。研究方嚮為控製理論與應用。自從從事研究工作以來，主持國傢自然基金等科研項目10餘項，以第一作者發錶學術論文100餘篇。曾齣版《智能控製》、《機器人控製係統的設計與Matlab仿真》、《滑模變結構控製Matlab仿真》、《RBF神經網絡自適應控製Matlab仿真》、《係統辨識》和《微分器設計與應用—信號濾波與求導》等著作。

作者介紹
劉金琨 遼寜人，1965年生。分彆於1989年7月，1994年3月和1997年3月獲東北大學工學學士、工學碩士和工學博士學位。1997年3月至1998年12月在浙江大學工業控製技術研究所做博士後研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大學從事閤作研究。1999年11月至今在北京航空航天大學自動化學院從事教學與科研工作，現任教授，博士導師。主講《智能控製》、《先進控製係統設計》和《係統辨識》等課程。研究方嚮為控製理論與應用。自從從事研究工作以來，主持國傢自然基金等科研項目10餘項，以第一作者發錶學術論文100餘篇。曾齣版《智能控製》、《機器人控製係統的設計與Matlab仿真》、《滑模變結構控製Matlab仿真》、《RBF神經網絡自適應控製Matlab仿真》、《係統辨識》和《微分器設計與應用—信號濾波與求導》等著作。

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目錄
目 錄 第1章 基本的PID控製 1 1.1 PID控製原理 1 1.2 連續係統的模擬PID仿真 2 1.2.1 基本的PID控製 2 1.2.2 綫性時變係統的PID控製 8 1.3 數字PID控製 12 1.3.1 位置式PID控製算法 12 1.3.2 連續係統的數字PID控製仿真 13 1.3.3 離散係統的數字PID控製仿真 18 1.3.4 增量式PID控製算法及仿真 25 1.3.5 積分分離PID控製算法及仿真 26 1.3.6 抗積分飽和PID控製算法及仿真 31 1.3.7 梯形積分PID控製算法 34 1.3.8 變速積分PID算法及仿真 34 1.3.9 帶濾波器的PID控製仿真 38 1.3.10 不完全微分PID控製算法及仿真 44 1.3.11 微分先行PID控製算法及仿真 48 1.3.12 帶死區的PID控製算法及仿真 51 1.3.13 基於前饋補償的PID控製算法及仿真 55 1.3.14 步進式PID控製算法及仿真 57 1.3.15 PID控製的方波響應 60 1.3.16 基於卡爾曼濾波器的PID控製 62 1.4 S函數介紹 71 1.4.1 S函數簡介 71 1.4.2 S函數使用步驟 72 1.4.3 S函數的基本功能及重要參數設定 72 1.4.4 實例說明 72 1.5 PID研究新進展 73 參考文獻 73 第2章 PID控製器的整定 75 2.1 概述 75 2.2 基於響應麯綫法的PID整定 75 2.2.1 基本原理 75 2.2.2 仿真實例 76 2.3 基於Ziegler-Nichols的頻域響應PID整定 79 2.3.1 連續Ziegler-Nichols方法的PID整定 79 2.3.2 仿真實例 80 2.3.3 離散Ziegler-Nichols方法的PID整定 83 2.3.4 仿真實例 83 2.4 基於頻域分析的PD整定 87 2.4.1 基本原理 87 2.4.2 仿真實例 87 2.5 基於相位裕度整定的PI控製 89 2.5.1 基本原理 89 2.5.2 仿真實例 92 2.6 基於極點配置的穩定PD控製 94 2.6.1 基本原理 94 2.6.2 仿真實例 95 2.7 基於臨界比例度法的PID整定 97 2.7.1 基本原理 97 2.7.2 仿真實例 98 2.8 一類非綫性整定的PID控製 100 2.8.1 基本原理 100 2.8.2 仿真實例 102 2.9 基於優化函數的PID整定 104 2.9.1 基本原理 104 2.9.2 仿真實例 104 2.10 基於NCD優化的PID整定 106 2.10.1 基本原理 106 2.10.2 仿真實例 10 先進PID控製MATLAB仿真（第4版） 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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