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内容介绍

读者对象：

    本书适用于从事生产过程自动化、计算机应用、机械电子和电气自动化领域工作的工程技术人员阅读，也可作为大专院校工业自动化、自动控制、机械电子、自动化仪表、计算机应用等专业的教学参考书。

目    录

第1章  基本的PID控制    1

1.1  PID控制原理    1

1.2  连续系统的模拟PID仿真    2

1.2.1  基本的PID控制    2

1.2.2  线性时变系统的PID控制    8

1.3  数字PID控制    12

1.3.1  位置式PID控制算法    12

1.3.2  连续系统的数字PID控制仿真    13

1.3.3  离散系统的数字PID控制仿真    18

1.3.4  增量式PID控制算法及仿真    25

1.3.5  积分分离PID控制算法及仿真    26

1.3.6  抗积分饱和PID控制算法及仿真    31

1.3.7  梯形积分PID控制算法    34

1.3.8  变速积分PID算法及仿真    34

1.3.9  带滤波器的PID控制仿真    38

1.3.10  不完全微分PID控制算法及仿真    44

1.3.11  微分先行PID控制算法及仿真    48

1.3.12  带死区的PID控制算法及仿真    51

1.3.13  基于前馈补偿的PID控制算法及仿真    55

1.3.14  步进式PID控制算法及仿真    57

1.3.15  PID控制的方波响应    60

1.3.16  基于卡尔曼滤波器的PID控制    62

1.4  S函数介绍    71

1.4.1  S函数简介    71

1.4.2  S函数使用步骤    72

1.4.3  S函数的基本功能及重要参数设定    72

1.4.4  实例说明    72

1.5  PID研究新进展    73

参考文献    73

第2章  PID控制器的整定    75

2.1  概述    75

2.2  基于响应曲线法的PID整定    75

2.2.1  基本原理    75

2.2.2  仿真实例    76

2.3  基于Ziegler-Nichols的频域响应PID整定    79

2.3.1  连续Ziegler-Nichols方法的PID整定    79

2.3.2  仿真实例    80

2.3.3  离散Ziegler-Nichols方法的PID整定    83

2.3.4  仿真实例    83

2.4  基于频域分析的PD整定    87

2.4.1  基本原理    87

2.4.2  仿真实例    87

2.5  基于相位裕度整定的PI控制    89

2.5.1  基本原理    89

2.5.2  仿真实例    92

2.6  基于极点配置的稳定PD控制    94

2.6.1  基本原理    94

2.6.2  仿真实例    95

2.7  基于临界比例度法的PID整定    97

2.7.1  基本原理    97

2.7.2  仿真实例    98

2.8  一类非线性整定的PID控制    100

2.8.1  基本原理    100

2.8.2  仿真实例    102

2.9  基于优化函数的PID整定    104

2.9.1  基本原理    104

2.9.2  仿真实例    104

2.10  基于NCD优化的PID整定    106

2.10.1  基本原理    106

2.10.2  仿真实例    106

2.11  基于NCD与优化函数结合的PID整定    109

2.11.1  基本原理    109

2.11.2  仿真实例    110

2.12  传递函数的频域测试    111

2.12.1  基本原理    111

2.12.2  仿真实例    112

参考文献    115

第3章  时滞系统的PID控制    116

3.1  单回路PID控制系统    116

3.2  串级PID控制    116

3.2.1  串级PID控制原理    116

3.2.2  仿真实例    117

3.3  纯滞后系统的大林控制算法    121

3.3.1  大林控制算法原理    121

3.3.2  仿真实例    121

3.4  纯滞后系统的Smith控制算法    123

3.4.1  连续Smith预估控制    123

3.4.2  仿真实例    125

3.4.3  数字Smith预估控制    127

3.4.4  仿真实例    128

参考文献    133

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PD控制    134

4.1.1  全程快速微分器    134

4.1.2  仿真实例    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  仿真实例    144

参考文献    155

第5章  基于观测器的PID控制    156

5.1  基于慢干扰观测器补偿的PID控制    156

5.1.1  系统描述    156

5.1.2  观测器设计    156

5.1.3  仿真实例    157

5.2  基于指数收敛干扰观测器的PID控制    162

5.2.1  系统描述    163

5.2.2  指数收敛干扰观测器的问题提出    163

5.2.3  指数收敛干扰观测器的设计    163

5.2.4  PID控制器的设计及分析    164

5.2.5  仿真实例    164

5.3  基于名义模型干扰观测器的PID控制    171

5.3.1  干扰观测器基本原理    171

5.3.2  干扰观测器的性能分析    172

5.3.3  干扰观测器鲁棒稳定性    173

5.3.4  低通滤波器Q(s)的设计    175

5.3.5  仿真实例    176

5.4  基于扩张观测器的PID控制    181

5.4.1  扩张观测器的设计    181

5.4.2  扩张观测器的分析    181

5.4.3  仿真实例    184

5.5  基于输出延迟观测器的PID控制    198

5.5.1  系统描述    198

5.5.2  输出延迟观测器的设计    198

5.5.3  仿真实例    199

参考文献    208

第6章  自抗扰控制器及其PID控制    209

6.1  非线性跟踪微分器    209

6.1.1  微分器描述    209

6.1.2  仿真实例    209

6.2  安排过渡过程及PID控制    214

6.2.1  安排过渡过程    214

6.2.2  仿真实例    214

6.3  基于非线性扩张观测器的PID控制    220

6.3.1  系统描述    220

6.3.2  非线性扩张观测器    220

6.3.3  仿真实例    221

6.4  非线性PID控制    233

6.4.1  非线性PID控制算法    233

6.4.2  仿真实例    234

6.5  自抗扰控制    236

6.5.1  自抗扰控制结构    236

6.5.2  仿真实例    237

参考文献    246

第7章  PD鲁棒自适应控制    247

7.1  稳定的PD控制算法    247

7.1.1  问题的提出    247

7.1.2  PD控制律的设计    247

7.1.3  仿真实例    248

7.2  基于模型的PI鲁棒控制    251

7.2.1  问题的提出    251

7.2.2  PD控制律的设计    251

7.2.3  稳定性分析    252

7.2.4  仿真实例    252

7.3  基于名义模型的机械手PI鲁棒控制    256

7.3.1  问题的提出    256

7.3.2  鲁棒控制律的设计    257

7.3.3  稳定性分析    257

7.3.4  仿真实例    258

7.4  基于Anti-windup的PID控制    266

7.4.1  Anti-windup基本原理    266

7.4.2  基于Anti-windup的PID控制    266

7.4.3  仿真实例    267

7.5  基于PD增益自适应调节的模型参考自适应控制    271

7.5.1  问题描述    271

7.5.2  控制律的设计与分析    271

7.5.3  仿真实例    272

参考文献    280

第8章  模糊PD控制和专家PID控制    281

8.1  倒立摆稳定的PD控制    281

8.1.1  系统描述    281

8.1.2  控制律设计    281

8.1.3  仿真实例    282

8.2  基于自适应模糊补偿的倒立摆PD控制    285

8.2.1  问题描述    285

8.2.2  自适应模糊控制器设计与分析    286

8.2.3  稳定性分析    287

8.2.4  仿真实例    288

8.3  基于模糊规则表的模糊PD控制    295

8.3.1  基本原理    295

8.3.2  仿真实例    296

8.4  模糊自适应整定PID控制    299

8.4.1  模糊自适应整定PID控制原理    299

8.4.2  仿真实例    301

8.5  专家PID控制    307

8.5.1  专家PID控制原理    307

8.5.2  仿真实例    308

参考文献    310

第9章  神经网络PID控制    311

9.1  基于单神经元网络的PID智能控制    311

9.1.1  几种典型的学习规则    311

9.1.2  单神经元自适应PID控制    311

9.1.3  改进的单神经元自适应PID控制    312

9.1.4  仿真实例    313

9.2  基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID控制    316

9.2.1  控制律的设计    316

9.2.2  仿真实例    317

9.3  基于自适应神经网络补偿的PD控制    320

9.3.1  问题描述    320

9.3.2  自适应神经网络设计与分析    321

9.3.3  仿真实例    323

参考文献    328

第10章  基于差分进化的PID控制    329

10.1  差分进化算法的基本原理    329

10.1.1  差分进化算法的提出    329

10.1.2  标准差分进化算法    329

10.1.3  差分进化算法的基本流程    330

10.1.4  差分进化算法的参数设置    331

10.2  基于差分进化算法的函数优化    332

10.3  基于差分进化整定的PD控制    335

10.3.1  基本原理    336

10.3.2  基于差分进化的PD整定    336

10.4  基于摩擦模型辨识和补偿的PD控制    340

10.4.1  摩擦模型的在线参数辨识    340

10.4.2  仿真实例    341

10.5  基于最优轨迹规划的PID控制    345

10.5.1  问题的提出    345

 

内容介绍：

   全书共分17章，包括基本的PID控制、PID控制器的整定、时滞系统PID控制、基于微分器的PID控制、基于观测器的PID控制、自抗扰控制器及其PID控制、PD鲁棒自适应控制、专家PID控制和模糊PD控制、神经网络PID控制、基于差分进化的PID控制、伺服系统PID控制、迭代学习PID控制、挠性及奇异摄动系统的PD控制、机械手PID控制、飞行器双闭环PD控制、倒立摆系统的控制及GUI动画演示，以及其他控制方法的设计。每种方法都给出了算法推导、实例分析和相应的MATLAB仿真设计程序。

作者介绍：

 

刘金琨 辽宁人，1965年生。分别于1989年7月，1994年3月和1997年3月获东北大学工学学士、工学硕士和工学博士学位。1997年3月至1998年12月在浙江大学工业控制技术研究所做博士后研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大学从事合作研究。1999年11月至今在北京航空航天大学自动化学院从事教学与科研工作，现任教授，博士导师。主讲《智能控制》、《先进控制系统设计》和《系统辨识》等课程。研究方向为控制理论与应用。自从从事研究工作以来，主持国家自然基金等科研项目10余项，以第一作者发表学术论文100余篇。曾出版《智能控制》、《机器人控制系统的设计与Matlab仿真》、《滑模变结构控制Matlab仿真》、《RBF神经网络自适应控制Matlab仿真》、《系统辨识》和《微分器设计与应用—信号滤波与求导》等著作。

作者介绍
刘金琨 辽宁人，1965年生。分别于1989年7月，1994年3月和1997年3月获东北大学工学学士、工学硕士和工学博士学位。1997年3月至1998年12月在浙江大学工业控制技术研究所做博士后研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大学从事合作研究。1999年11月至今在北京航空航天大学自动化学院从事教学与科研工作，现任教授，博士导师。主讲《智能控制》、《先进控制系统设计》和《系统辨识》等课程。研究方向为控制理论与应用。自从从事研究工作以来，主持国家自然基金等科研项目10余项，以第一作者发表学术论文100余篇。曾出版《智能控制》、《机器人控制系统的设计与Matlab仿真》、《滑模变结构控制Matlab仿真》、《RBF神经网络自适应控制Matlab仿真》、《系统辨识》和《微分器设计与应用—信号滤波与求导》等著作。

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目录
目 录 第1章 基本的PID控制 1 1.1 PID控制原理 1 1.2 连续系统的模拟PID仿真 2 1.2.1 基本的PID控制 2 1.2.2 线性时变系统的PID控制 8 1.3 数字PID控制 12 1.3.1 位置式PID控制算法 12 1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真 13 1.3.3 离散系统的数字PID控制仿真 18 1.3.4 增量式PID控制算法及仿真 25 1.3.5 积分分离PID控制算法及仿真 26 1.3.6 抗积分饱和PID控制算法及仿真 31 1.3.7 梯形积分PID控制算法 34 1.3.8 变速积分PID算法及仿真 34 1.3.9 带滤波器的PID控制仿真 38 1.3.10 不完全微分PID控制算法及仿真 44 1.3.11 微分先行PID控制算法及仿真 48 1.3.12 带死区的PID控制算法及仿真 51 1.3.13 基于前馈补偿的PID控制算法及仿真 55 1.3.14 步进式PID控制算法及仿真 57 1.3.15 PID控制的方波响应 60 1.3.16 基于卡尔曼滤波器的PID控制 62 1.4 S函数介绍 71 1.4.1 S函数简介 71 1.4.2 S函数使用步骤 72 1.4.3 S函数的基本功能及重要参数设定 72 1.4.4 实例说明 72 1.5 PID研究新进展 73 参考文献 73 第2章 PID控制器的整定 75 2.1 概述 75 2.2 基于响应曲线法的PID整定 75 2.2.1 基本原理 75 2.2.2 仿真实例 76 2.3 基于Ziegler-Nichols的频域响应PID整定 79 2.3.1 连续Ziegler-Nichols方法的PID整定 79 2.3.2 仿真实例 80 2.3.3 离散Ziegler-Nichols方法的PID整定 83 2.3.4 仿真实例 83 2.4 基于频域分析的PD整定 87 2.4.1 基本原理 87 2.4.2 仿真实例 87 2.5 基于相位裕度整定的PI控制 89 2.5.1 基本原理 89 2.5.2 仿真实例 92 2.6 基于极点配置的稳定PD控制 94 2.6.1 基本原理 94 2.6.2 仿真实例 95 2.7 基于临界比例度法的PID整定 97 2.7.1 基本原理 97 2.7.2 仿真实例 98 2.8 一类非线性整定的PID控制 100 2.8.1 基本原理 100 2.8.2 仿真实例 102 2.9 基于优化函数的PID整定 104 2.9.1 基本原理 104 2.9.2 仿真实例 104 2.10 基于NCD优化的PID整定 106 2.10.1 基本原理 106 2.10.2 仿真实例 10 先进PID控制MATLAB仿真（第4版） 电子书 下载 mobi epub pdf txt

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