先進PID控制MATLAB仿真（第3版） ( 簡體 字) |
| 作者：劉金琨 | 類別：1. -> 工程繪圖與工程計算 -> Matlab |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 29358
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
【不接受訂購】 |
| 出版日：3/1/2011 |
| 頁數：480 |
| 光碟數：0 |
|
站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
| |
【不接受訂購】 |
| ISBN：9787121130496 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：前 言
PID控制是最早發展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應用于過程控制和運動控制中，尤其適用于可建立精確數學模型的確定性控制系統。然而實際工業生產過程往往具有非線性、時變不確定性，難以建立精確的數學模型，應用常規PID控制器不能達到理想的控制效果，而且在實際生產現場中，由于受到參數整定方法繁雜的困擾，常規PID控制器參數往往整定不良、性能欠佳，對運行工況的適應性很差。
計算機技術和智能控制理論的發展為復雜動態不確定系統的控制提供了新的途徑。采用智能控制技術，可設計智能PID和進行PID的智能整定。
有關智能PID控制等新型PID控制理論及其工程應用，近年來已有大量的論文發表。作者多年來一直從事智能控制方面的研究和教學工作，為了促進PID控制和自動化技術的進步，反映PID控制設計與應用中的最新研究成果，并使廣大工程技術人員能了解、掌握和應用這一領域的最新技術，學會用MATLAB語言進行PID控制器的設計，作者編寫了這本書，以拋磚引玉，供廣大讀者學習參考。
本書是在總結作者多年研究成果的基礎上，進一步理論化、系統化、規范化、實用化而成的，其特點如下。
（1）PID控制算法取材新穎，內容先進，重點置于學科交叉部分的前沿研究和介紹一些有潛力的新思想、新方法和新技術，取材著重于基本概念、基本理論和基本方法。
（2）針對每種PID算法給出了完整的MATLAB仿真程序，這些程序都可以在線運行，并給出了程序的說明和仿真結果，具有很強的可讀性，很容易轉化為其他各種實用語言。
（3）著重從應用領域角度出發，突出理論聯系實際，面向廣大工程技術人員，具有很強的工程性和實用性。書中有大量應用實例及其結果分析，為讀者提供了有益的借鑒。
（4）所給出的各種PID算法完整，程序結構設計力求簡單明了，便于自學和進一步開發。
本書共分14章。第1章介紹了連續系統PID控制和離散系統數字PID控制的幾種基本方法，通過仿真和分析進行了說明；第2章介紹了PID控制器整定的幾種方法；第3章介紹了時滯系統的PID控制，包括串級計算機控制系統的PID控制、純滯后控制系統Dahlin算法和基于Smith預估的PID控制；第4章介紹了基于微分器的PID控制，包括基于全程快速微分器和基于Levant微分器的PID控制；第5章介紹了基于觀測器的PID控制，包括基于干擾觀測器、擴張觀測器和輸出延遲觀測器的PID控制；第6章介紹了自抗擾控制器及其PID控制，包括非線性跟蹤微分器、安排過渡過程及PID控制、基于非線性擴張觀測器的PID控制、非線性PID控制和自抗擾控制；第7章介紹了幾種PID魯棒自適應控制方法，包括撓性航天器穩定PD魯棒控制、基于名義模型的機械手PI魯棒控制、基于Anti-windup的PID抗飽和控制和基于增益自適應調節的模型參考自適應PD控制；第8章介紹了專家PID和模糊PID整定方法，其中模糊PID包括自適應模糊補償的倒立擺PD控制、基于模糊規則表的模糊PD控制和模糊自適應整定PID控制；第9章介紹了神經網絡PID控制，包括基于單神經元網絡的PID控制、基于RBF神經網絡整定的PID控制和基于自適應神經網絡補償的倒立擺PD控制；第10章介紹了基于遺傳算法的PID控制，主要包括基于遺傳算法整定的PID控制和基于遺傳算法摩擦模型參數辨識的PID控制；第11章介紹了伺服系統的PID控制，包括伺服系統在低速摩擦條件下的PID控制、單質量伺服系統PID控制和二質量伺服系統PID控制；第12章介紹了迭代學習PID控制，包括迭代學習PID控制基本原理和基本設計方法；第13章介紹了其他控制方法，針對每種方法給出了實例說明；第14章介紹了PID在實時控制中的應用實例，并給出了相應的Borland C++語言實時控制程序。
本書是基于MATLAB 7.1環境下開發的，各個章節的內容具有很強的獨立性，讀者可以結合自己的方向深入地進行研究。
北京航空航天大學爾聯潔教授在伺服系統設計方面提出了許多寶貴意見，東北大學徐心和教授和薛定宇教授給予了大力支持和幫助，北京航空航天大學林巖教授和全權博士也給予了幫助，在此一并表示感謝。
作者在控制系統的分析中，有許多方面得益于與研究生的探討，這些研究生包括孔建、盧宇、賀慶、鄭明慧、張琳軍、李曉光等，在此表示感謝。
由于作者水平有限，書中難免存在一些不足和錯誤之處，歡迎廣大讀者批評指正。
劉金琨 |
內容簡介：
本書系統地介紹了PID控制的幾種設計方法，是作者多年來從事控制系統教學和科研工作的結晶，同時融入了國內外同行近年來所取得的最新成果。
全書共分14章，包括基本的PID控制、PID控制器的整定、時滯系統的PID控制、基于微分器的PID控制、基于觀測器的PID控制、自抗擾控制器及其PID控制、PD魯棒自適應控制、模糊PD控制和專家PID控制、神經PID控制、基于遺傳算法整定的PID控制、伺服系統PID控制、迭代學習PID控制其他控制方法的設計與仿真，以及PID實時控制的C++語言設計及應用。每種方法都給出了算法推導、實例分析和相應的MATLAB仿真設計程序。
讀者對象：本書各部分內容既相互聯系又相互獨立，讀者可根據自己的需要選擇學習。本書適用于從事生產過程自動化、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、自動控制、機械電子、自動化儀表、計算機應用等專業的教學參考書 |
目錄：第1章 基本的PID控制 1
1.1 PID控制原理 1
1.2 連續系統的模擬PID仿真 2
1.2.1 基本的PID控制 2
1.2.2 線性時變系統的PID控制 8
1.3 數字PID控制 12
1.3.1 位置式PID控制算法 12
1.3.2 連續系統的數字PID控制仿真 13
1.3.3 離散系統的數字PID控制仿真 19
1.3.4 增量式PID控制算法及仿真 25
1.3.5 積分分離PID控制算法及仿真 27
1.3.6 抗積分飽和PID控制算法及仿真 32
1.3.7 梯形積分PID控制算法 35
1.3.8 變速積分PID算法及仿真 35
1.3.9 帶濾波器的PID控制仿真 39
1.3.10 不完全微分PID控制算法及仿真 45
1.3.11 微分先行PID控制算法及仿真 49
1.3.12 帶死區的PID控制算法及仿真 52
1.3.13 基于前饋補償的PID控制算法及仿真 56
1.3.14 步進式PID控制算法及仿真 59
1.3.15 PID控制的方波響應 61
1.3.16 基于卡爾曼濾波器的PID控制 64
1.4 S函數介紹 73
1.4.1 S函數簡介 73
1.4.2 S函數使用步驟 73
1.4.3 S函數的基本功能及重要參數設定 73
1.4.4 實例說明 74
1.5 PID研究新進展 74
第2章 PID控制器的整定 76
2.1 概述 76
2.2 基于響應曲線法的PID整定 76
2.2.1 基本原理 76
2.2.2 仿真實例 77
2.3 基于Ziegler-Nichols的頻域響應PID整定 81
2.3.1 連續Ziegler-Nichols方法的PID整定 81
2.3.2 仿真實例 81
2.3.3 離散Ziegler-Nichols方法的PID整定 84
2.3.4 仿真實例 84
2.4 基于頻域分析的PD整定 88
2.4.1 基本原理 88
2.4.2 仿真實例 88
2.5 基于相位裕度整定的PI控制 91
2.5.1 基本原理 91
2.5.2 仿真實例 94
2.6 基于極點配置的穩定PD控制 95
2.6.1 基本原理 95
2.6.2 仿真實例 96
2.7 基于臨界比例度法的PID整定 98
2.7.1 基本原理 98
2.7.2 仿真實例 99
2.8 一類非線性整定的PID控制 101
2.8.1 基本原理 101
2.8.2 仿真實例 103
2.9 基于優化函數的PID整定 105
2.9.1 基本原理 105
2.9.2 仿真實例 105
2.10 基于NCD優化的PID整定 107
2.10.1 基本原理 107
2.10.2 仿真實例 107
2.11 基于NCD與優化函數結合的PID整定 111
2.11.1 基本原理 111
2.11.2 仿真實例 111
2.12 傳遞函數的頻域測試 113
2.12.1 基本原理 113
2.12.2 仿真實例 114
第3章 時滯系統的PID控制 117
3.1 單回路PID控制系統 117
3.2 串級PID控制 117
3.2.1 串級PID控制原理 117
3.2.2 仿真實例 118
3.3 純滯后系統的大林控制算法 122
3.3.1 大林控制算法原理 122
3.3.2 仿真實例 122
3.4 純滯后系統的Smith控制算法 124
3.4.1 連續Smith預估控制 125
3.4.2 仿真實例 126
3.4.3 數字Smith預估控制 128
3.4.4 仿真實例 129
第4章 基于微分器的PID控制 134
4.1 基于全程快速微分器的PID控制 134
4.1.1 全程快速微分器 134
4.1.2 仿真實例 134
4.2 基于Levant微分器的PID控制 143
4.2.1 Levant微分器 143
4.2.2 仿真實例 144
第5章 基于觀測器的PID控制 156
5.1 基于慢干擾觀測器補償的PID控制 156
5.1.1 系統描述 156
5.1.2 觀測器設計 156
5.1.3 仿真實例 157
5.2 基于干擾觀測器的PID控制 162
5.2.1 干擾觀測器基本原理 162
5.2.2 干擾觀測器的性能分析 164
5.2.3 干擾觀測器魯棒穩定性 166
5.2.4 低通濾波器 的設計 167
5.2.5 仿真實例 168
5.3 基于擴張觀測器的PID控制 172
5.3.1 擴張觀測器的設計 172
5.3.2 擴張觀測器的分析 173
5.3.3 仿真實例 175
5.4 基于輸出延遲觀測器的PID控制 189
5.4.1 系統描述 189
5.4.2 輸出延遲觀測器的設計 189
5.4.3 延遲觀測器的分析 190
5.4.4 仿真實例 191
第6章 自抗擾控制器及其PID控制 201
6.1 非線性跟蹤微分器 201
6.1.1 微分器描述 201
6.1.2 仿真實例 201
6.2 安排過渡過程及PID控制 205
6.2.1 安排過渡過程 205
6.2.2 仿真實例 206
6.3 基于非線性擴張觀測器的PID控制 212
6.3.1 系統描述 212
6.3.2 非線性擴張觀測器 212
6.3.3 仿真實例 213
6.4 非線性PID控制 225
6.4.1 非線性PID控制算法 225
6.4.2 仿真實例 225
6.5 自抗擾控制 228
6.5.1 自抗擾控制結構 228
6.5.2 仿真實例 228
第7章 PD魯棒自適應控制 239
7.1 撓性航天器穩定PD魯棒控制 239
7.1.1 撓性航天器建模 239
7.1.2 PD控制器的設計 240
7.1.3 仿真實例 240
7.2 基于名義模型的機械手PI魯棒控制 245
7.2.1 問題的提出 245
7.2.2 魯棒控制律的設計 246
7.2.3 穩定性分析 246
7.2.4 仿真實例 247
7.3 基于Anti-windup的PID控制 255
7.3.1 Anti-windup基本原理 255
7.3.2 基于Anti-windup的PID控制 255
7.3.3 仿真實例 256
7.4 基于PD增益自適應調節的模型參考自適應控制 259
7.4.1 問題描述 259
7.4.2 控制律的設計與分析 260
7.4.3 仿真實例 261
第8章 模糊PD控制和專家PID控制 270
8.1 倒立擺穩定的PD控制 270
8.1.1 系統描述 270
8.1.2 控制律設計 270
8.1.3 仿真實例 271
8.2 基于自適應模糊補償的倒立擺PD控制 274
8.2.1 問題描述 274
8.2.2 自適應模糊控制器設計與分析 275
8.2.3 穩定性分析 276
8.2.4 仿真實例 277
8.3 基于模糊規則表的模糊PD控制 284
8.3.1 基本原理 284
8.3.2 仿真實例 285
8.4 模糊自適應整定PID控制 288
8.4.1 模糊自適應整定PID控制原理 288
8.4.2 仿真實例 291
8.5 專家PID控制 296
8.5.1 專家PID控制原理 296
8.5.2 仿真實例 297
第9章 神經PID控制 301
9.1 基于單神經元網絡的PID智能控制 301
9.1.1 幾種典型的學習規則 301
9.1.2 單神經元自適應PID控制 301
9.1.3 改進的單神經元自適應PID控制 302
9.1.4 仿真實例 303
9.1.5 基于二次型性能指標學習算法的單神經元自適應PID控制 305
9.1.6 仿真實例 306
9.2 基于RBF神經網絡整定的PID控制 309
9.2.1 RBF神經網絡模型 309
9.2.2 RBF網絡PID整定原理 310
9.2.3 仿真實例 311
9.3 基于自適應神經網絡補償的倒立擺PD控制 316
9.3.1 問題描述 316
9.3.2 自適應神經網絡設計與分析 316
9.3.3 仿真實例 319
第10章 基于遺傳算法整定的PID控制 325
10.1 遺傳算法的基本原理 325
10.2 遺傳算法的優化設計 326
10.2.1 遺傳算法的構成要素 326
10.2.2 遺傳算法的應用步驟 326
10.3 遺傳算法求函數極大值 327
10.3.1 二進制編碼遺傳算法求函數極大值 327
10.3.2 實數編碼遺傳算法求函數極大值 331
10.4 基于遺傳算法的PID整定 334
10.4.1 基于遺傳算法的PID整定原理 335
10.4.2 基于實數編碼遺傳算法的PID整定 337
10.4.3 基于二進制編碼遺傳算法的PID整定 341
10.4.4 基于自適應在線遺傳算法整定的PD控制 347
10.5 基于摩擦模型補償的PD控制 352
10.5.1 摩擦模型辨識 352
10.5.2 仿真實例 353
第11章 伺服系統PID控制 359
11.1 基于LuGre摩擦模型的PID控制 359
11.1.1 伺服系統的摩擦現象 359
11.1.2 伺服系統的LuGre摩擦模型 359
11.1.3 仿真實例 360
11.2 基于Stribeck摩擦模型的PID控制 362
11.2.1 Stribeck摩擦模型描述 362
11.2.2 一個典型伺服系統描述 363
11.2.3 仿真實例 364
11.3 伺服系統三環的PID控制 371
11.3.1 伺服系統三環的PID控制原理 371
11.3.2 仿真實例 372
11.4 二質量伺服系統的PID控制 375
11.4.1 二質量伺服系統的PID控制原理 375
11.4.2 仿真實例 377
11.5 伺服系統的模擬PD+數字前饋控制 379
11.5.1 伺服系統的模擬PD+數字前饋控制原理 379
11.5.2 仿真實例 380
第12章 迭代學習PID控制 382
12.1 迭代學習控制方法介紹 382
12.2 迭代學習控制基本原理 382
12.3 基本的迭代學習控制算法 383
12.4 基于PID型的迭代學習控制 383
12.4.1 系統描述 383
12.4.2 控制器設計 384
12.4.3 仿真實例 384
第13章 其他控制方法的設計與仿真 390
13.1 單級倒立擺建模 390
13.2 倒立擺PD控制 391
13.2.1 系統描述 391
13.2.2 仿真實例 391
13.3 單級倒立擺的全狀態反饋控制 394
13.3.1 系統描述 394
13.3.2 全狀態反饋控制 395
13.3.3 仿真實例 395
13.4 輸入/輸出反饋線性化 403
13.4.1 系統描述 403
13.4.2 控制律設計 404
13.4.3 仿真實例 404
13.5 倒立擺反演控制 408
13.5.1 系統描述 408
13.5.2 控制律設計 408
13.5.3 仿真實例 409
13.6 倒立擺滑模控制 413
13.6.1 問題描述 413
13.6.2 控制律設計 413
13.6.3 仿真實例 414
13.7 自適應魯棒控制 419
13.7.1 問題的提出 419
13.7.2 自適應控制律的設計 419
13.7.3 仿真實例 420
13.8 單級倒立擺的H∞控制 427
13.8.1 系統描述 427
13.8.2 H∞控制器要求 428
13.8.3 基于Riccati方程的H∞控制 429
13.8.4 基于LMI的H∞控制 429
13.8.5 仿真實例 431
13.9 基于GUI的倒立擺控制動畫演示 438
13.9.1 GUI介紹 438
13.9.2 演示程序的構成 439
13.9.3 主程序的實現 439
13.9.4 演示界面的GUI設計 439
13.9.5 演示步驟 440
第14章 PID實時控制的C++語言 設計及應用 442
14.1 控制系統仿真的C++實現 442
14.2 基于C++的三軸飛行模擬轉臺伺服系統PID實時控制 444
14.2.1 控制系統構成 445
14.2.2 實時控制程序分析 445
14.2.3 仿真實例 449
附錄A 常用符號說明 459
參考文獻 460 |
| 序： |
