先進PID控制MATLAB仿真(第4版)
第4版說明
常用符號說明
仿真程序使用說明
1 基本的PID控制
1.1 PID控制原理
1.2 連續系統的模擬PID仿真
1.2.1 基本的PID控制
1.2.2 線性時變系統的PID控制
1.3 數字PID控制
1.3.1 位置式PID控制算法
1.3.2 連續系統的數字PID控制仿真
1.3.3 離散系統的數字PID控制仿真
1.3.4 增量式PID控制算法及仿真
1.3.5 積分分離PID控制算法及仿真
1.3.6 抗積分飽和PID控制算法及仿真
1.3.7 梯形積分PID控制算法
1.3.8 變速積分PID算法及仿真
1.3.9 帶濾波器的PID控制仿真
1.3.10 不完全微分PID控制算法及仿真
1.3.11 微分先行PID控制算法及仿真
1.3.12 帶死區的PID控制算法及仿真
1.3.13 基於前饋補償的PID控制算法及仿真
1.3.14 步進式PID控制算法及仿真
1.3.15 PID控制的方波響應
1.3.16 基於卡爾曼濾波器的PID控制
1.4 S函數介紹
1.4.1 S函數簡介
1.4.2 S函數使用步驟
1.4.3 S函數的基本功能及重要參數設定
1.4.4 實例說明
1.5 PID研究新進展
2 PID控制器的整定
2.1 概述
2.2 基於響應曲線法的PID整定
2.2.1 基本原理
2.2.2 仿真實例
2.3 基於Ziegler-Nichols的頻域響應PID整定
2.3.1 連續Ziegler-Nichols方法的PID整定
2.3.2 仿真實例
2.3.3 離散Ziegler-Nichols方法的PID整定
2.3.4 仿真實例
2.4 基於頻域分析的PD整定
2.4.1 基本原理
2.4.2 仿真實例
2.5 基於相位裕度整定的PI控制
2.5.1 基本原理
2.5.2 仿真實例
2.6 基於極點配置的穩定PD控制
2.6.1 基本原理
2.6.2 仿真實例
2.7 基於臨界比例度法的PID整定
2.7.1 基本原理
2.7.2 仿真實例
2.8 一類非線性整定的PID控制
2.8.1 基本原理
2.8.2 仿真實例
2.9 基於優化函數的PID整定
2.9.1 基本原理
2.9.2 仿真實例
2.10 基於NCD優化的PID整定
2.10.1 基本原理
2.10.2 仿真實例
2.11 基於NCD與優化函數結合的PID整定
2.11.1 基本原理
2.11.2 仿真實例
2.12 傳遞函數的頻域測試
2.12.1 基本原理
2.12.2 仿真實例
3 時滯系統的PID控制
3.1 單回路PID控制系統
3.2 串級PID控制
3.2.1 串級PID控制原理
3.2.2 仿真實例
3.3 純滯后系統的大林控制算法
3.3.1 大林控制算法原理
3.3.2 仿真實例
3.4 純滯后系統的Smith控制算法
3.4.1 連續Smith預估控制
3.4.2 仿真實例
3.4.3 數字Smith預估控制
3.4.4 仿真實例
4 基於微分器的PID控制
4.1 基於全程快速微分器的PD控制
4.1.1 全程快速微分器
4.1.2 仿真實例
4.2 基於Levant微分器的PID控制
4.2.1 Levant微分器
4.2.2 仿真實例
5 基於觀測器的PID控制
5.1 基於慢干擾觀測器補償的PID控制
5.1.1 系統描述
5.1.2 觀測器設計
5.1.3 仿真實例
5.2 基於指數收斂干擾觀測器的PID控制
5.2.1 系統描述
5.2.2 指數收斂干擾觀測器的問題提出
5.2.3 指數收斂干擾觀測器的設計
5.2.4 PID控制器的設計及分析
5.2.5 仿真實例
5.3 基於名義模型干擾觀測器的PID控制
5.3.1 干擾觀測器基本原理
5.3.2 干擾觀測器的性能分析
5.3.3 干擾觀測器魯棒穩定性
5.3.4 低通濾波器Q(s)的設計
5.3.5 仿真實例
5.4 基於擴張觀測器的PID控制
5.4.1 擴張觀測器的設計
5.4.2 擴張觀測器的分析
5.4.3 仿真實例
5.5 基於輸出延遲觀測器的PID控制
5.5.1 系統描述
5.5.2 輸出延遲觀測器的設計
5.5.3 仿真實例
6 自抗擾控制器及其PID控制
6.1 非線性跟蹤微分器
6.1.1 微分器描述
6.1.2 仿真實例
6.2 安排過渡過程及PID控制
6.2.1 安排過渡過程
6.2.2 仿真實例
6.3 基於非線性擴張觀測器的PID控制
6.3.1 系統描述
6.3.2 非線性擴張觀測器
6.3.3 仿真實例
6.4 非線性PID控制
6.4.1 非線性PID控制算法
6.4.2 仿真實例
6.5 自抗擾控制
6.5.1 自抗擾控制結構
6.5.2 仿真實例
7 PD魯棒自適應控制
7.1 穩定的PD控制算法
7.1.1 問題的提出
7.1.2 PD控制律的設計
7.1.3 仿真實例
7.2 基於模型的PI魯棒控制
7.2.1 問題的提出
7.2.2 PD控制律的設計
7.2.3 穩定性分析
7.2.4 仿真實例
7.3 基於名義模型的機械手PI魯棒控制
7.3.1 問題的提出
7.3.2 魯棒控制律的設計
7.3.3 穩定性分析
7.3.4 仿真實例
7.4 基於Anti-windup的PID控制
7.4.1 Anti-windup基本原理
7.4.2 基於Anti-windup的PID控制
7.4.3 仿真實例
7.5 基於PD增益自適應調節的模型參考自適應控制
7.5.1 問題描述
7.5.2 控制律的設計與分析
7.5.3 仿真實例
8 模糊PD控制和專家PID控制
8.1 倒立擺穩定的PD控制
8.1.1 系統描述
8.1.2 控制律設計
8.1.3 仿真實例
8.2 基於自適應模糊補償的倒立擺PD控制
8.2.1 問題描述
8.2.2 自適應模糊控制器設計與分析
8.2.3 穩定性分析
8.2.4 仿真實例
8.3 基於模糊規則表的模糊PD控制
8.3.1 基本原理
8.3.2 仿真實例
8.4 模糊自適應整定PID控制
8.4.1 模糊自適應整定PID控制原理
8.4.2 仿真實例
8.5 專家PID控制
8.5.1 專家PID控制原理
8.5.2 仿真實例
9 神經網絡PID控制
9.1 基於單神經元網絡的PID智能控制
9.1.1 幾種典型的學習規則
9.1.2 單神經元自適應PID控制
9.1.3 改進的單神經元自適應PID控制
9.1.4 仿真實例
9.2 基於二次型性能指標學習算法的單神經元自適應PID控制
9.2.1 控制律的設計
9.2.2 仿真實例
9.3 基於自適應神經網絡補償的PD控制
9.3.1 問題描述
9.3.2 自適應神經網絡設計與分析
9.3.3 仿真實例
10 基於差分進化的PID控制
10.1 差分進化算法的基本原理
10.1.1 差分進化算法的提出
10.1.2 標准差分進化算法
10.1.3 差分進化算法的基本流程
10.1.4 差分進化算法的參數設置
10.2 基於差分進化算法的函數優化
10.3 基於差分進化整定的PD控制
10.3.1 基本原理
10.3.2 基於差分進化的PD整定
10.4 基於摩擦模型辨識和補償的PD控制
10.4.1 摩擦模型的在線參數辨識
10.4.2 仿真實例
10.5 基於最優軌跡規划的PID控制
10.5.1 問題的提出
10.5.2 一個簡單的樣條插值實例
10.5.3 最優軌跡的設計
10.5.4 最優軌跡的優化
10.5.5 仿真實例
11 伺服系統PID控制
11.1 基於Lugre摩擦模型的PID控制
11.1.1 伺服系統的摩擦現象
11.1.2 伺服系統的LuGre摩擦模型
11.1.3 仿真實例
11.2 基於Stribeck摩擦模型的PID控制
11.2.1 Stribeck摩擦模型描述
11.2.2 一個典型伺服系統描述
11.2.3 仿真實例
11.3 伺服系統三環的PID控制
11.3.1 伺服系統三環的PID控制原理
11.3.2 仿真實例
11.4 二質量伺服系統的PID控制
11.4.1 二質量伺服系統的PID控制原理
11.4.2 仿真實例
11.5 伺服系統的模擬PD+數字前饋控制
11.5.1 伺服系統的模擬PD+數字前饋控制原理
11.5.2 仿真實例
12 迭代學習PID控制
12.1 迭代學習控制方法介紹
12.2 迭代學習控制基本原理
12.3 基本的迭代學習控制算法
12.4 基於PID型的迭代學習控制
12.4.1 系統描述
12.4.2 控制器設計
12.4.3 仿真實例
13 撓性及奇異攝動系統的PD控制
13.1 基於輸入成型的撓性機械系統PD控制
13.1.1 系統描述
13.1.2 控制器設計
13.1.3 輸入成型器基本原理
13.1.4 仿真實例
13.2 基於奇異攝動理論的P控制
13.2.1 問題描述
13.2.2 模型分解
13.2.3 控制律設計
13.2.4 仿真實例
13.3 柔性機械臂的偏微分方程動力學建模
13.3.1 柔性機械臂的控制問題
13.3.2 柔性機械臂的偏微分方程建模
13.4 柔性機械臂分布式參數邊界控制
13.4.1 模型描述
13.4.2 邊界PD控制律設計
13.4.3 仿真實例
14 機械手PID控制
14.1 機械手獨立PD控制
14.1.1 控制律設計
14.1.2 收斂性分析
14.1.3 仿真實例
14.2 工作空間中機械手末端軌跡PD控制
14.2.1 工作空間直角坐標與關節角位置的轉換
14.2.2 機械手在工作空間的建模
14.2.3 PD控制器的設計
14.2.4 仿真實例
14.3 工作空間中機械手末端的阻抗PD控制
14.3.1 問題的提出
14.3.2 阻抗模型的建立
14.3.3 控制器的設計
14.3.4 仿真實例
14.4 移動機器人的P+前饋控制
14.4.1 移動機器人運動學模型
14.4.2 位置控制律設計
14.4.3 姿態控制律設計
14.4.4 閉環系統的設計關鍵
14.4.5 仿真實例
15 飛行器雙閉環PD控制
15.1 基於雙環設計的VTOL飛行器軌跡跟蹤PD控制
15.1.1 VTOL模型描述
15.1.2 針對第一個子系統的控制
15.1.3 針對第二個子系統的控制
15.1.4 仿真實例
15.2 基於內外環的四旋翼飛行器的PD控制
15.2.1 四旋翼飛行器動力學模型
15.2.2 位置控制律設計
15.2.3 虛擬姿態角度的求解
15.2.4 姿態控制律設計
15.2.5 閉環系統的設計關鍵
15.2.6 仿真實例
16 小車倒立擺系統的控制及GUI動畫演示
16.1 小車倒立擺的H∞控制
16.1.1 系統描述
16.1.2 H∞控制器要求
16.1.3 基於Riccati方程的H∞控制
16.1.4 LMI及其MATLAB求解
16.1.5 基於LMI的H∞控制
16.1.6 仿真實例
16.2 單級倒立擺控制系統的GUI動畫演示
16.2.1 GUI介紹
16.2.2 演示程序的構成
16.2.3 主程序的實現
16.2.4 演示界面的GUI設計
16.2.5 演示步驟
17 其他控制方法的設計與仿真
17.1 單級倒立擺建模
17.2 倒立擺PD控制
17.2.1 系統描述
17.2.2 仿真實例
17.3 小車倒立擺的全狀態反饋控制
17.3.1 系統描述
17.3.2 全狀態反饋控制
17.3.3 仿真實例
17.4 輸入/輸出反饋線性化
17.4.1 系統描述
17.4.2 控制律設計
17.4.3 仿真實例
17.5 倒立擺反演控制
17.5.1 系統描述
17.5.2 控制律設計
17.5.3 仿真實例
17.6 倒立擺滑模控制
17.6.1 問題描述
17.6.2 控制律設計
17.6.3 仿真實例
17.7 自適應魯棒滑模控制
17.7.1 問題的提出
17.7.2 自適應控制律的設計
17.7.3 仿真實例
思維導圖
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