滑模變結(jié)構(gòu)控制MATLAB仿真
定 價(jià):69 元
- 作者:劉金琨著
- 出版時(shí)間:2015/8/1
- ISBN:9787302402565
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP273
- 頁(yè)碼:504
- 紙張:膠版紙
- 版次:3
- 開本:16K
本書從MATLAB仿真的角度系統(tǒng)地介紹了滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本理論、基本方法和應(yīng)用技術(shù)。全書共分12章,包括滑模變結(jié)構(gòu)控制發(fā)展綜述、連續(xù)系統(tǒng)滑?刂、自適應(yīng)魯棒滑模控制、基于干擾及輸出測(cè)量延遲觀測(cè)器的滑模控制、反演及動(dòng)態(tài)面滑模控制、基于濾波器及狀態(tài)觀測(cè)器的滑?刂啤⒛:?刂啤⑸窠(jīng)滑模控制、離散系統(tǒng)滑模控制、基于LMI的滑?刂、Terminal滑?刂。每種控制方法都利用MATLAB程序進(jìn)行了仿真分析。
變結(jié)構(gòu)控制出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,經(jīng)歷了50余年的發(fā)展,已形成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的研究分支,成為自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種典型的設(shè)計(jì)方法,適用于線性與非線性系統(tǒng)、連續(xù)與離散系統(tǒng)、確定性與不確定性系統(tǒng)、集中參數(shù)與分布參數(shù)系統(tǒng)、集中控制與分散控制等。這種控制方法通過控制量的切換使系統(tǒng)狀態(tài)沿著滑模面滑動(dòng),使系統(tǒng)在受到參數(shù)攝動(dòng)和外部干擾的時(shí)候具有不變性,正是這種特性使得變結(jié)構(gòu)控制方法受到各國(guó)學(xué)者的廣泛重視。
由于滑模變結(jié)構(gòu)控制算法簡(jiǎn)單、魯棒性好和可靠性高,被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制中,尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng)。
在滑模變結(jié)構(gòu)控制理論及其工程應(yīng)用領(lǐng)域,近年來(lái)已有大量的論文發(fā)表。作者多年來(lái)一直從事控制理論及應(yīng)用方面的教學(xué)和研究工作,為了促進(jìn)變結(jié)構(gòu)控制和自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步,發(fā)布滑模變結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)與應(yīng)用中的最新研究成果,并使廣大工程技術(shù)人員能了解、掌握和應(yīng)用這一領(lǐng)域的最新技術(shù),學(xué)會(huì)用MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行滑模變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì),作者編寫了這本書,以拋磚引玉,供廣大讀者學(xué)習(xí)參考。
本書是在總結(jié)作者多年研究成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步理論化、系統(tǒng)化、規(guī)范化、實(shí)用化后編寫而成的,其特點(diǎn)如下:
(1) 滑模變結(jié)構(gòu)控制算法取材新穎,內(nèi)容先進(jìn),重點(diǎn)介紹學(xué)科交叉部分的前沿研究和一些有潛力的新思想、新方法和新技術(shù),取材著重于基本概念、基本理論和基本方法。
(2) 每種滑?刂扑惴ǘ冀o出了完整的MATLAB仿真程序,并給出了程序的說(shuō)明和仿真結(jié)果,具有很強(qiáng)的可讀性。
(3) 從應(yīng)用領(lǐng)域角度出發(fā),突出理論聯(lián)系實(shí)際,面向廣大工程技術(shù)人員,具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)用性。書中有大量應(yīng)用實(shí)例及其結(jié)果分析,為讀者提供了有益的借鑒。
(4) 本書給出的各種滑模變結(jié)構(gòu)控制算法非常完整,程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了,便于自學(xué)和進(jìn)一步開發(fā)。
全書共分12章,包括滑模變結(jié)構(gòu)控制發(fā)展綜述、連續(xù)系統(tǒng)滑?刂、自適應(yīng)魯棒滑模控制、基于干擾及輸出測(cè)量延遲觀測(cè)器的滑模控制、反演及動(dòng)態(tài)面滑模控制、基于濾波器及狀態(tài)觀測(cè)器的滑?刂、模糊滑模控制、神經(jīng)滑?刂、離散系統(tǒng)滑?刂、基于LMI的滑模控制、Terminal滑模控制。
本書程序算法使用說(shuō)明如下:
(1) 本書程序可到www.tup.com.cn或http://ljk.buaa.edu.cn下載。
(2) 下載程序并復(fù)制到硬盤MATLAB運(yùn)行的路徑中,即可運(yùn)行仿真。
(3) 所有算法均在MATLAB R2013a版本下運(yùn)行成功,也兼容更高級(jí)版本。
(4) 所有控制算法按章歸類,程序名與書中對(duì)應(yīng)一致。
(5) 如果讀者對(duì)算法和仿真程序有疑問,請(qǐng)通過電子郵件(ljk@buaa.edu.cn)與作者聯(lián)系。
本書是基于MATLAB R2011a由于采用的軟件仿真環(huán)境為MATLAB R2013a英文版,所以書中仿真插圖均為英文。環(huán)境下開發(fā)的,各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容具有很強(qiáng)的獨(dú)立性,讀者可以結(jié)合自己的研究方向深入地進(jìn)行研究。
作者在滑?刂频难芯恐械玫奖本┖娇蘸教齑髮W(xué)爾聯(lián)潔教授的熱情支持和指導(dǎo)。本書的撰寫和研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“N連桿柔性機(jī)械臂PDE建模及自適應(yīng)邊界控制理論研究”(編號(hào): 61374048)的支持。
由于作者水平有限,書中難免存在一些不足和疏漏之處,歡迎廣大讀者批評(píng)指正。
劉金琨
2015年5月于北京航空航天大學(xué)
第1章緒論
1.1滑模變結(jié)構(gòu)控制簡(jiǎn)介
1.2變結(jié)構(gòu)控制發(fā)展歷史
1.3滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理
1.4滑模面的參數(shù)設(shè)計(jì)
1.5滑模變結(jié)構(gòu)控制理論研究方向
1.5.1滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振問題
1.5.2離散系統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.3自適應(yīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.4不匹配不確定性系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.5針對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.6非線性系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.7Terminal滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.8全魯棒(Global)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.9滑模觀測(cè)器的研究
1.5.10神經(jīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.11模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.12積分滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.13高階滑?刂
1.6滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用
1.6.1在電機(jī)中的應(yīng)用
1.6.2在機(jī)器人控制中的應(yīng)用
1.6.3在飛行器控制中的應(yīng)用
1.6.4在倒立擺控制中的應(yīng)用
1.6.5在伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.7滑模變結(jié)構(gòu)控制相關(guān)研究著作
1.8控制系統(tǒng)S函數(shù)設(shè)計(jì)
1.8.1S函數(shù)介紹
1.8.2S函數(shù)基本參數(shù)
1.8.3S函數(shù)描述實(shí)例
1.9簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
1.9.1系統(tǒng)描述
1.9.2滑?刂坡稍O(shè)計(jì)
1.9.3仿真實(shí)例
附錄
參考文獻(xiàn)
第2章滑?刂苹痉椒
2.1滑模面設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例
2.1.1滑模面的參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1.2滑模控制的工程意義
2.1.3一個(gè)簡(jiǎn)單的滑模控制實(shí)例
2.1.4仿真實(shí)例
2.2基于趨近律的滑?刂
2.2.1幾種典型的趨近律
2.2.2控制器設(shè)計(jì)
2.2.3仿真實(shí)例
2.3基于趨近律的滑模魯棒控制
2.3.1系統(tǒng)描述
2.3.2仿真實(shí)例
2.4基于上界的滑?刂
2.4.1系統(tǒng)描述
2.4.2控制器設(shè)計(jì)
2.4.3仿真實(shí)例
2.5基于準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)的滑?刂
2.5.1準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)
2.5.2仿真實(shí)例
2.6基于連續(xù)切換的滑模控制
2.6.1雙曲正切函數(shù)性質(zhì)
2.6.2基于雙曲正切函數(shù)的滑?刂
2.6.3仿真實(shí)例
2.7等效滑?刂
2.7.1系統(tǒng)描述
2.7.2等效控制
2.7.3滑?刂
2.7.4仿真實(shí)例
2.8滑?刂频臄(shù)字化仿真
2.8.1基本原理
2.8.2仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第3章幾種典型滑模控制
3.1基于名義模型的滑?刂
3.1.1系統(tǒng)描述
3.1.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.1.3針對(duì)名義模型的控制
3.1.4滑模控制器的設(shè)計(jì)
3.1.5仿真實(shí)例
3.2全局滑?刂
3.2.1系統(tǒng)描述
3.2.2全局滑模函數(shù)的設(shè)計(jì)
3.2.3滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)
3.2.4仿真實(shí)例
3.3基于線性化反饋的滑?刂
3.3.1線性化反饋控制
3.3.2仿真實(shí)例
3.3.3基于線性化反饋的滑?刂
3.3.4仿真實(shí)例
3.4輸入輸出反饋線性化控制
3.4.1系統(tǒng)描述
3.4.2控制器設(shè)計(jì)
3.4.3仿真實(shí)例
3.5基于輸入輸出反饋線性化的滑?刂
3.5.1系統(tǒng)描述
3.5.2控制器設(shè)計(jì)
3.5.3仿真實(shí)例
3.6模型參考滑?刂
3.6.1系統(tǒng)描述
3.6.2滑?刂破髟O(shè)計(jì)
3.6.3仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第4章自適應(yīng)魯棒滑?刂
4.1自適應(yīng)魯棒滑模控制描述
4.1.1問題的提出
4.1.2自適應(yīng)滑?刂坡傻脑O(shè)計(jì)
4.1.3仿真實(shí)例
4.2無(wú)須物理參數(shù)的倒立擺自適應(yīng)滑?刂
4.2.1系統(tǒng)描述
4.2.2控制律設(shè)計(jì)
4.2.3仿真實(shí)例
4.3基于HJI理論的滑模魯棒控制
4.3.1基本原理
4.3.2控制器設(shè)計(jì)與分析
4.3.3仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第5章基于干擾及輸出測(cè)量延遲觀測(cè)器的滑模控制
5.1基于慢時(shí)變干擾觀測(cè)器的連續(xù)滑?刂
5.1.1系統(tǒng)描述
5.1.2觀測(cè)器設(shè)計(jì)
5.1.3仿真實(shí)例
5.1.4基于慢時(shí)變干擾觀測(cè)器的連續(xù)滑?刂
5.1.5仿真實(shí)例
5.2基于指數(shù)收斂干擾觀測(cè)器的滑模控制
5.2.1系統(tǒng)描述
5.2.2指數(shù)收斂干擾觀測(cè)器的問題提出
5.2.3指數(shù)收斂干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
5.2.4滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)與分析
5.2.5仿真實(shí)例
5.3基于輸出延時(shí)觀測(cè)器的滑?刂
5.3.1系統(tǒng)描述
5.3.2輸出延遲觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
5.3.3滑模控制器的設(shè)計(jì)與分析
5.3.4仿真實(shí)例
5.4一種時(shí)變測(cè)量延遲觀測(cè)器及滑?刂
5.4.1系統(tǒng)描述
5.4.2輸出延遲觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
5.4.3按A-KC為Hurwitz進(jìn)行K的設(shè)計(jì)
5.4.4觀測(cè)器仿真實(shí)例
5.4.5基于時(shí)變測(cè)量輸出延遲觀測(cè)器的滑模控制
5.4.6閉環(huán)控制仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第6章反演及動(dòng)態(tài)面滑?刂
6.1簡(jiǎn)單反演滑模控制
6.1.1基本原理
6.1.2滑模反演控制器的設(shè)計(jì)
6.1.3仿真實(shí)例
6.2魯棒反演滑?刂
6.2.1系統(tǒng)描述
6.2.2Backstepping滑模控制器的設(shè)計(jì)
6.2.3仿真實(shí)例
6.3自適應(yīng)反演滑?刂
6.3.1控制律的設(shè)計(jì)
6.3.2仿真實(shí)例
6.4簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)面滑?刂
6.4.1系統(tǒng)描述
6.4.2動(dòng)態(tài)面控制器的設(shè)計(jì)
6.4.3動(dòng)態(tài)面控制器的分析
6.4.4動(dòng)態(tài)面滑模控制器的設(shè)計(jì)
6.4.5仿真實(shí)例
6.5基于反演的動(dòng)態(tài)滑?刂
6.5.1系統(tǒng)描述
6.5.2控制律設(shè)計(jì)
6.5.3仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第7章基于濾波器及狀態(tài)觀測(cè)器的滑模控制
7.1基于低通濾波器的滑模控制
7.1.1系統(tǒng)描述
7.1.2滑?刂破髟O(shè)計(jì)
7.1.3仿真實(shí)例
7.2基于Kalman濾波器的滑?刂
7.2.1系統(tǒng)描述
7.2.2卡爾曼濾波器原理
7.2.3仿真實(shí)例
7.3基于高增益觀測(cè)器的滑?刂
7.3.1高增益觀測(cè)器機(jī)理分析
7.3.2高增益觀測(cè)器的滑模控制器設(shè)計(jì)
7.3.3仿真實(shí)例
7.4基于擴(kuò)張觀測(cè)器的滑?刂
7.4.1擴(kuò)張觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
7.4.2擴(kuò)張觀測(cè)器的分析
7.4.3仿真實(shí)例
7.4.4基于擴(kuò)張觀測(cè)器的滑模控制器設(shè)計(jì)
7.4.5仿真實(shí)例
7.5基于高增益微分器的滑?刂
7.5.1系統(tǒng)描述
7.5.2傳統(tǒng)滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)
7.5.3高增益微分器設(shè)計(jì)
7.5.4高增益微分器的滑?刂破髟O(shè)計(jì)
7.5.5仿真實(shí)例
7.6基于K觀測(cè)器的高階系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析
7.6.1K觀測(cè)器設(shè)計(jì)與分析
7.6.2按A0為Hurwitz進(jìn)行k的設(shè)計(jì)
7.6.3基于K觀測(cè)器的高階系統(tǒng)滑?刂
7.6.4仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第8章模糊滑?刂
8.1基于模糊切換增益調(diào)節(jié)的滑模控制
8.1.1系統(tǒng)描述
8.1.2滑?刂破髟O(shè)計(jì)
8.1.3模糊規(guī)則設(shè)計(jì)
8.1.4仿真實(shí)例
8.2基于等效控制的模糊滑?刂
8.2.1系統(tǒng)描述
8.2.2模糊滑?刂坡傻脑O(shè)計(jì)
8.2.3仿真實(shí)例
8.3一種簡(jiǎn)單的模糊自適應(yīng)滑模控制
8.3.1問題描述
8.3.2模糊逼近原理
8.3.3控制算法設(shè)計(jì)與分析
8.3.4仿真實(shí)例
8.4基于線性化反饋的自適應(yīng)模糊滑?刂
8.4.1線性化反饋方法
8.4.2滑模控制器設(shè)計(jì)
8.4.3自適應(yīng)模糊滑?刂破髟O(shè)計(jì)
8.4.4仿真實(shí)例
8.5一種簡(jiǎn)單的切換模糊化自適應(yīng)滑?刂
8.5.1系統(tǒng)描述
8.5.2自適應(yīng)模糊滑?刂破髟O(shè)計(jì)
8.5.3仿真實(shí)例
8.6一種復(fù)雜的切換模糊化自適應(yīng)滑模控制
8.6.1系統(tǒng)描述
8.6.2自適應(yīng)模糊滑?刂破髟O(shè)計(jì)
8.6.3仿真實(shí)例
8.7具有積分滑模面的模糊滑模控制
8.7.1系統(tǒng)描述
8.7.2控制器的設(shè)計(jì)
8.7.3仿真實(shí)例
8.8控制輸入模糊化的自適應(yīng)滑?刂
8.8.1系統(tǒng)描述
8.8.2控制器的設(shè)計(jì)
8.8.3自適應(yīng)控制算法設(shè)計(jì)
8.8.4仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第9章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模控制
9.1一種簡(jiǎn)單的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)滑?刂
9.1.1問題描述
9.1.2RBF網(wǎng)絡(luò)原理
9.1.3控制算法設(shè)計(jì)與分析
9.1.4仿真實(shí)例
9.2RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)魯棒滑模控制
9.2.1問題描述
9.2.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近f(·)的滑?刂
9.2.3仿真實(shí)例
9.3一種復(fù)雜的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)魯棒滑?刂
9.3.1問題描述
9.3.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近f(·)和g(·)的滑模控制
9.3.3仿真實(shí)例
9.4基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直接自適應(yīng)滑?刂
9.4.1系統(tǒng)描述
9.4.2理想的滑?刂破骷吧窠(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近
9.4.3控制器設(shè)計(jì)及分析
9.4.4仿真實(shí)例
9.5基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最小參數(shù)學(xué)習(xí)法的自適應(yīng)滑?刂
9.5.1問題描述
9.5.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近的自適應(yīng)控制
9.5.3仿真實(shí)例
9.6基于RBF網(wǎng)絡(luò)摩擦補(bǔ)償?shù)幕?刂?br />
9.6.1系統(tǒng)描述
9.6.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近的滑?刂
9.6.3仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第10章離散滑?刂
10.1離散滑模控制描述
10.2離散時(shí)間滑?刂频奶匦
10.2.1準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)
10.2.2離散滑模的存在性和可達(dá)性
10.2.3離散滑模控制的不變性
10.3基于趨近律的離散滑?刂
10.3.1離散趨進(jìn)律的設(shè)計(jì)
10.3.2離散控制律的設(shè)計(jì)
10.3.3仿真實(shí)例
10.3.4基于趨近律的離散滑?刂莆恢酶
10.3.5仿真實(shí)例
10.4基于等效控制的離散滑?刂
10.4.1控制器設(shè)計(jì)
10.4.2穩(wěn)定性分析
10.4.3仿真實(shí)例
10.5基于變速趨近律的滑模控制
10.5.1變速趨近律設(shè)計(jì)
10.5.2基于變速趨近律的滑?刂
10.5.3基于組合趨近律的控制
10.5.4仿真實(shí)例
10.6自適應(yīng)離散滑?刂
10.6.1離散指數(shù)趨近律控制的抖振分析
10.6.2自適應(yīng)滑模控制器的設(shè)計(jì)
10.6.3仿真實(shí)例
10.7離散滑?刂频脑O(shè)計(jì)與分析
10.7.1系統(tǒng)描述
10.7.2控制器設(shè)計(jì)與分析
10.7.3仿真實(shí)例
10.8基于干擾觀測(cè)器的離散滑?刂
10.8.1系統(tǒng)描述
10.8.2基于干擾觀測(cè)器的離散滑?刂
10.8.3干擾觀測(cè)器的收斂性分析
10.8.4穩(wěn)定性分析
10.8.5仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第11章基于LMI的滑模控制
11.1LMI及其MATLAB求解
11.1.1傳統(tǒng)的LMI求解方法
11.1.2新的LMI求解方法——YALMIP工具箱
11.1.3YALMIP工具箱仿真實(shí)例
11.2基于LMI的一類線性系統(tǒng)控制
11.2.1系統(tǒng)描述
11.2.2基于LMI的線性系統(tǒng)穩(wěn)定鎮(zhèn)定
11.2.3基于LMI的線性系統(tǒng)跟蹤控制
11.2.4仿真實(shí)例
11.3基于LMI的一類線性系統(tǒng)滑模魯棒控制
11.3.1系統(tǒng)描述
11.3.2控制器設(shè)計(jì)
11.3.3仿真實(shí)例
11.4基于LMI的Lipschitz非線性系統(tǒng)穩(wěn)定鎮(zhèn)定
11.4.1系統(tǒng)描述
11.4.2鎮(zhèn)定控制器設(shè)計(jì)
11.4.3仿真實(shí)例
11.5基于LMI的Lipschitz非線性系統(tǒng)跟蹤控制
11.5.1系統(tǒng)描述
11.5.2跟蹤控制器設(shè)計(jì)
11.5.3仿真實(shí)例
11.6基于LMI的欠驅(qū)動(dòng)倒立擺系統(tǒng)滑?刂
11.6.1系統(tǒng)描述
11.6.2基于等效的滑?刂
11.6.3基于輔助反饋的滑?刂
11.6.4仿真實(shí)例
11.7基于LMI的混沌系統(tǒng)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償滑?刂
11.7.1系統(tǒng)描述
11.7.2傳統(tǒng)的基于LMI的滑?刂
11.7.3基于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)腖MI滑模控制
11.7.4仿真實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第12章Terminal滑?刂
12.1一種非線性系統(tǒng)的Terminal滑模控制
12.1.1系統(tǒng)描述
12.1.2Terminal滑?刂破髟O(shè)計(jì)
12.1.3仿真實(shí)例
12.2快速Terminal滑?刂
12.2.1傳統(tǒng)快速Terminal滑模控制
12.2.2非奇異Terminal滑?刂
12.2.3仿真實(shí)例
12.3全局快速Terminal滑模控制
12.3.1全局快速Terminal滑動(dòng)模態(tài)
12.3.2全局快速滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)及分析
12.3.3全局快速滑模控制的魯棒性分析
參考文獻(xiàn)