先進 PID 控制 MATLAB 模擬, 5/e

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18章，包括基本的PID控制、PID控制器的整定、時滯系統的PID控制、基於微分器的PID控制、
基於觀測器的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、
神經網絡PID控制、基於差分進化的PID控制、伺服系統PID控制、迭代學習PID控制、
撓性及奇異攝動系統的PD控制、機械手PID控制、飛行器雙閉環PD控制、小車倒立擺系統的控制及GUI動畫演示、
自適應容錯PD控制和基於事件驅動及輸入延遲的PID控制。每種方法都給出了算法推導、實例分析和相應的MATLAB模擬設計程序。

第1章基本的PID控制
1.1PID控制原理
1.2連續系統的PID模擬
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控制算法
1.3.3離散系統的數字PID控制算法
1.3.4增量式PID控制算法
1.3.5積分分離PID控制算法
1.3.6抗積分飽和PID控制算法
1.3.7梯形積分PID控制算法
1.3.8變速積分PID控制算法
1.3.9帶濾波器的PID控制算法
1.3.10不接近微分PID控制算法
1.3.11微分先行PID控制算法
1.3.12帶死區的PID控制算法
1.3.13基於前饋補償的PID控制算法
1.3.14步進式PID控制算法
1.3.15PID控制的方波響應
1.3.16基於卡爾曼濾波器的PID控制算法
1.4S函數介紹
1.4.1S函數簡介
1.4.2S函數使用步驟
1.4.3S函數的基本功能及重要參數設定
1.4.4實例說明
1.5PID研究新進展
參考文獻
第2章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模擬實例
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模擬實例
2.3.3離散Ziegler-Nichols方法的PID整定
2.3.4模擬實例
2.4基於頻域分析的PD整定
2.4.1基本原理
2.4.2模擬實例
2.5基於相位裕度整定的PI控制
2.5.1基本原理
2.5.2模擬實例
2.6基於極點配置的穩定PD控制
2.6.1基本原理
2.6.2模擬實例
2.7基於臨界比例度法的PID整定
2.7.1基本原理
2.7.2模擬實例
2.8一類非線性整定的PID控制
2.8.1基本原理
2.8.2模擬實例
2.9基於優化函數的PID整定
2.9.1基本原理
2.9.2模擬實例
2.10基於NCD優化的PID整定
2.10.1基本原理
2.10.2模擬實例
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模擬實例
2.12傳遞函數的頻域測試
2.12.1基本原理
2.12.2模擬實例
參考文獻
第3章時滯系統的PID控制
3.1單迴路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模擬實例
3.3純滯後系統的大林控制算法
3.3.1大林控制算法原理
3.3.2模擬實例
3.4純滯後系統的Smith控制算法
3.4.1連續Smith預估控制
3.4.2模擬實例
3.4.3數字Smith預估控制
3.4.4模擬實例
參考文獻
第4章基於微分器的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模擬實例
4.2基於Levant微分器的PID控制
4.2.1Levant微分器
4.2.2模擬實例
參考文獻
第5章基於觀測器的PID控制
5.1基於慢乾擾觀測器補償的PID控制
5.1.1系統描述
5.1.2觀測器設計
5.1.3模擬實例
5.2基於指數收斂乾擾觀測器的PID控制
5.2.1系統描述
5.2.2指數收斂乾擾觀測器的問題提出
5.2.3指數收斂乾擾觀測器的設計
5.2.4PID控制器的設計及分析
5.2.5模擬實例
5.3基於名義模型乾擾觀測器的PID控制
5.3.1乾擾觀測器基本原理
5.3.2乾擾觀測器的性能分析
5.3.3乾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模擬實例
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模擬實例
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模擬實例
5.6基於魯棒觀測器的PD控制
5.6.1系統描述
5.6.2魯棒觀測器的設計
5.6.3魯棒觀測器收斂性分析
5.6.4模擬實例
參考文獻
第6章自抗擾控制器及其PID控制
6.1非線性跟蹤微分器
6.1.1微分器描述
6.1.2模擬實例
6.2安排過渡過程及PID控制
6.2.1安排過渡過程
6.2.2模擬實例
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模擬實例
6.4非線性PID控制
6.4.1非線性PID控制算法
6.4.2模擬實例
6.5自抗擾控制
6.5.1自抗擾控制結構
6.5.2模擬實例
參考文獻
第7章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
7.1.2PD控制律的設計
7.1.3模擬實例
7.2基於模型的PI魯棒控制
7.2.1問題的提出
7.2.2PD控制律的設計
7.2.3穩定性分析
7.2.4模擬實例
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模擬實例
7.4基於Anti-windup的PID控制
7.4.1Anti-windup基本原理
7.4.2一種Anti-windup的PID控制算法
7.4.3模擬實例
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模擬實例
參考文獻
第8章模糊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模擬實例
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模擬實例
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模擬實例
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模擬實例
8.5專家PID控制
8.5.1專家PID控制原理
8.5.2模擬實例
參考文獻
第9章神經網絡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模擬實例
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模擬實例
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模擬實例
參考文獻
第10章基於差分進化的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標準差分進化算法
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模擬實例
10.5基於很優軌跡規劃的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很優軌蹟的設計
10.5.4很優軌蹟的優化
10.5.5模擬實例
參考文獻
第11章伺服系統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模擬實例
11.2基於Stribeck摩擦模型的PID控制
11.2.1Stribeck摩擦模型描述
11.2.2一個典型伺服系統描述
11.2.3模擬實例
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模擬實例
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模擬實例
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模擬實例
參考文獻
第12章迭代學習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模擬實例
參考文獻
第13章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模擬實例
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模擬實例
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柔性機械臂分佈式參數邊界控制
13.4.1模型描述
13.4.2邊界PD控制律設計
13.4.3模擬實例
參考文獻
第14章機械手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模擬實例
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
14.2.3PD控制器的設計
14.2.4模擬實例
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模擬實例
14.3.5模擬中的代數環問題
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模擬實例
14.5主輔電機的協調跟蹤PD控制
14.5.1系統描述
14.5.2控制律設計
14.5.3模擬實例
14.6兩個移動運動體協調P控制
14.6.1系統描述
14.6.2控制律設計與分析
14.6.3模擬實例
參考文獻
第15章飛行器雙閉環PD控制
15.1基於雙環設計的VTOL飛行器軌跡跟蹤PD控制
15.1.1VTOL模型描述
15.1.2針對第1個子系統的控制
15.1.3針對第2個子系統的控制
15.1.4模擬實例
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模擬實例
參考文獻
第16章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
16.1.2H 控制器要求
16.1.3基於Riccati方程的H 控制
16.1.4LMI及其MATLAB求解
16.1.5基於LMI的H 控制
16.1.6模擬實例
16.2單級倒立擺控制系統的GUI動畫演示
16.2.1GUI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
參考文獻
第17章自適應容錯PD控制
17.1基於PD的執行器自適應容錯控制
17.1.1問題的提出
17.1.2PD控制律的設計
17.1.3模擬實例
17.2執行器和傳感器同時容錯的自適應PD控制
17.2.1問題的提出
17.2.2PD控制律的設計
17.2.3模擬實例
17.3基於神經網絡的執行器自適應容錯速度跟蹤
17.3.1問題的提出
17.3.2RBF神經網絡設計
17.3.3控制律的設計
17.3.4模擬實例
參考文獻
第18章基於事件驅動及輸入延遲的PID控制
18.1基於事件驅動的P控制
18.1.1基本原理
18.1.2控制器設計
18.1.3模擬實例
18.2輸入延遲補償PID控制
18.2.1系統描述
18.2.2控制器設計與分析
18.2.3模擬實例
18.3基於乾擾觀測器的輸入延遲補償PID控制
18.3.1系統描述
18.3.2控制器設計與分析
18.3.3模擬實例
18.4基於狀態觀測器的控制輸入延遲控制
18.4.1系統描述
18.4.2控制器設計與分析
18.4.3模擬實例
參考文獻
附錄A
參考文獻