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電液伺服系統非線性控制 版權信息
- ISBN：9787030510266
- 條形碼：9787030510266 ; 978-7-03-051026-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電液伺服系統非線性控制 內容簡介
電液伺服系統所具有的強非線性的模型特征和各類模型不確定性，已成為制約系統控制性能提升的瓶頸因素。本書以電液伺服系統非線性控制為研究目標，系統闡述作者及課題組在該領域所取得的研究成果。焦宗夏、姚建勇編著的《電液伺服系統非線性控制》共13章：章為緒論，第2～8章主要論述電液位置伺服系統的非線性控制方法，第9～13章論述帶強運動干擾的電液力伺服系統的非線性控制方法。各章均以電液伺服系統非線性模型為控制器設計的基礎，重點考慮如何補償各類模型不確定性對系統伺服性能的影響，并分別介紹了不同工況下應采取何種控制策略以達到提升系統控制性能的目的。本書可作為高等院校液壓傳動與控制方向研究生的教學參考書，也可供相關專業的研究人員和工程技術人員參考。
電液伺服系統非線性控制 目錄
目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 電液伺服系統中的控制問題 1
1.2 本書章 節安排 5
參考文獻 6
第2章 電液伺服系統非線性建模與反饋線性化控制 8
2.1 電液伺服系統線性模型及特性分析 8
2.1.1 線性化建模 8
2.1.2 多自由度負載建模 10
2.1.3 閥控執行器的非線性分析 13
2.2 電液伺服系統非線性模型 14
2.3 模型對比仿真實例 16
2.4 基于精確模型的反饋線性化控制策略及頻寬拓展 18
2.4.1 由非線性到線性的坐標變換 18
2.4.2 干擾抑制分析 21
2.4.3 高頻魯棒控制器的輸入輸出特性及干擾抑制分析 23
2.4.4 實驗驗證 24
2.5 本章小結 33
參考文獻 33
第3章 面向模型不確定性的電液伺服系統自適應魯棒控制 34
3.1 電液伺服系統直接自適應魯棒控制 34
3.1.1 系統模型與問題描述 35
3.1.2 不連續的參數映射 36
3.1.3 自適應魯棒控制器的設計 37
3.1.4 自適應魯棒控制器的性能及分析 41
3.1.5 仿真驗證 44
3.2 電液伺服系統間接自適應魯棒控制 49
3.2.1 控制器的設計 50
3.2.2 受控的參數自適應過程 50
3.2.3 間接參數自適應律設計 52
3.2.4 仿真驗證 54
3.3 本章小結 57
參考文獻 57
第4章 光滑干擾非線性魯棒控制 58
4.1 電液伺服系統誤差符號積分魯棒控制 58
4.1.1 誤差符號積分魯棒控制器的設計 59
4.1.2 仿真及實驗驗證 62
4.2 基于反演設計的電液伺服系統自適應積分魯棒控制 66
4.2.1 系統模型與問題描述 66
4.2.2 非線性自適應積分魯棒控制器的設計 68
4.2.3 對比實驗驗證 72
4.3 電液伺服系統自適應誤差符號積分魯棒控制 83
4.3.1 系統模型與問題描述 83
4.3.2 自適應誤差符號積分魯棒控制器的設計 85
4.3.3 自適應誤差符號積分魯棒控制器的性能及分析 86
4.3.4 對比實驗驗證 88
4.4 本章小結 98
參考文獻 98
第5章 基于模型的非線性摩擦補償與低速伺服控制 100
5.1 常用的摩擦模型 101
5.1.1 靜態摩擦模型 101
5.1.2 動態摩擦模型 102
5.2 基于LuGre模型的摩擦補償控制策略 103
5.2.1 系統模型與問題描述 103
5.2.2 基于LuGre模型的自適應魯棒摩擦補償控制器的設計 105
5.2.3 自適應魯棒控制器的性能 109
5.2.4 仿真驗證 111
5.3 基于改進型LuGre模型的摩擦補償控制策略 116
5.3.1 系統模型與問題描述 117
5.3.2 新型連續可微的靜態摩擦模型 118
5.3.3 改進型LuGre摩擦模型及系統重構 119
5.3.4 基于改進型LuGre模型的自適應摩擦補償控制器的設計 122
5.3.5 自適應控制器的性能 126
5.3.6 對比實驗驗證 128
5.4 本章小結 135
參考文獻 136
第6章 電液伺服系統重復控制 137
6.1 傳統的重復控制策略 137
6.2 電液伺服系統自適應魯棒重復控制 142
6.3 電液伺服系統非線性自適應重復控制 147
6.3.1 系統模型與問題描述 147
6.3.2 非線性自適應重復控制器的設計 149
6.3.3 對比實驗驗證 158
6.4 本章小結 164
參考文獻 164
第7章 電液伺服系統非線性參數自適應及運動約束控制 166
7.1 含分母非線性參數的自適應魯棒控制 166
7.1.1 系統模型與問題描述 166
7.1.2 符號定義及不連續映射 169
7.1.3 自適應魯棒控制器的設計 169
7.1.4 性能定理 173
7.2 電液伺服系統加速度約束控制 174
7.2.1 系統模型與問題描述 175
7.2.2 符號定義及不連續映射 176
7.2.3 控制器的設計 177
7.2.4 性能定理 180
7.2.5 系統速度、加速度約束及控制器參數整定 181
7.2.6 仿真驗證 181
7.3 電液伺服系統輸出約束控制 186
7.3.1 系統模型與問題描述 186
7.3.2 符號定義 187
7.3.3 控制器的設計 188
7.3.4 性能定理 191
7.3.5 仿真驗證 191
7.4 本章小結 193
參考文獻 194
第8章 電液伺服系統輸出反饋控制 195
8.1 液壓馬達位置伺服系統輸出反饋魯棒反演控制 195
8.1.1 系統模型與問題描述 195
8.1.2 非線性輸出反饋控制器的設計 196
8.1.3 對比實驗驗證 201
8.2 單出桿液壓缸位置伺服系統輸出反饋控制 208
8.2.1 系統模型與問題描述 208
8.2.2 系統輸出反饋控制器的設計 210
8.2.3 仿真分析 215
8.3 本章小結 218
參考文獻 219
第9章 電液負載模擬器及其速度同步控制 220
9.1 電液負載模擬器的基本原理 221
9.2 電液負載模擬器的復雜數學模型的建立 222
9.2.1 負載模擬器動力執行機構的數學模型 222
9.2.2 負載模擬器其他環節的數學模型 226
9.3 簡化模型及其所帶來的影響 228
9.4 復雜模型的特性分析 230
9.5 基于舵機控制信號的負載模擬器的速度同步控制 235
9.6 本章小結 238
參考文獻 238
第10章 基于速度同步思想的復合同步加載控制 239
10.1 復合速度同步控制策略 239
10.1.1 數學建模 239
10.1.2 結構不變性與傳統速度同步方法的理論及應用分析 241
10.1.3 考慮舵機剛度的速度同步補償算法 244
10.1.4 復合速度同步控制算法 247
10.1.5 復合速度同步控制器的補償參數確定規則 250
10.1.6 實驗驗證 252
10.2 基于舵機指令前饋的同步加載控制策略 261
10.2.1 同步控制器設計 261
10.2.2 實驗驗證 263
10.3 本章小結 266
參考文獻 266
第11章 電液負載模擬器的自適應速度同步復合控制 267
11.1 自適應速度同步復合控制思想 267
11.2 自適應速度同步控制器設計 269
11.2.1 舵機和加載系統的速度頻域模型 269
11.2.2 速度同步控制器結構 270
11.2.3 基本概念與相關定理 272
11.2.4 主要結論 273
11.3 仿真研究 276
11.3.1 基于AMESim/Simulink的聯合仿真環境 276
11.3.2 多余力仿真 278
11.3.3 動態加載仿真 281
11.4 實驗驗證 284
11.4.1 多余力實驗 285
11.4.2 動態加載實驗 287
11.5 本章小結 290
參考文獻 291
第12章 電液負載模擬器自適應魯棒控制 292
12.1 電液負載模擬器自適應魯棒非線性控制 292
12.1.1 系統模型與問題描述 292
12.1.2 自適應魯棒力控制器設計 294
12.1.3 仿真驗證 298
12.2 電液負載模擬器高動態自適應魯棒輸出反饋控制 302
12.2.1 系統模型與問題描述 302
12.2.2 自適應魯棒力控制器設計 303
12.2.3 實驗驗證 308
12.3 電液負載模擬器自適應魯棒反步控制 314
12.3.1 系統模型與問題描述 314
12.3.2 自適應魯棒反步力控制器設計 314
12.4 本章小結 320
參考文獻 320
第13章 電液負載模擬器靜態加載摩擦補償 321
13.1 基于動態摩擦模型的非線性魯棒控制 321
13.1.1 系統模型與問題描述 321
13.1.2 控制器設計 324
13.1.3 實驗驗證 328
13.2 基于光滑LuGre模型的自適應魯棒控制與摩擦補償 332
13.2.1 系統模型與問題描述 332
13.2.2 控制器設計 333
13.2.3 仿真驗證 336
13.3 本章小結 339
參考文獻 339
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 電液伺服系統中的控制問題 1
1.2 本書章 節安排 5
參考文獻 6
第2章 電液伺服系統非線性建模與反饋線性化控制 8
2.1 電液伺服系統線性模型及特性分析 8
2.1.1 線性化建模 8
2.1.2 多自由度負載建模 10
2.1.3 閥控執行器的非線性分析 13
2.2 電液伺服系統非線性模型 14
2.3 模型對比仿真實例 16
2.4 基于精確模型的反饋線性化控制策略及頻寬拓展 18
2.4.1 由非線性到線性的坐標變換 18
2.4.2 干擾抑制分析 21
2.4.3 高頻魯棒控制器的輸入輸出特性及干擾抑制分析 23
2.4.4 實驗驗證 24
2.5 本章小結 33
參考文獻 33
第3章 面向模型不確定性的電液伺服系統自適應魯棒控制 34
3.1 電液伺服系統直接自適應魯棒控制 34
3.1.1 系統模型與問題描述 35
3.1.2 不連續的參數映射 36
3.1.3 自適應魯棒控制器的設計 37
3.1.4 自適應魯棒控制器的性能及分析 41
3.1.5 仿真驗證 44
3.2 電液伺服系統間接自適應魯棒控制 49
3.2.1 控制器的設計 50
3.2.2 受控的參數自適應過程 50
3.2.3 間接參數自適應律設計 52
3.2.4 仿真驗證 54
3.3 本章小結 57
參考文獻 57
第4章 光滑干擾非線性魯棒控制 58
4.1 電液伺服系統誤差符號積分魯棒控制 58
4.1.1 誤差符號積分魯棒控制器的設計 59
4.1.2 仿真及實驗驗證 62
4.2 基于反演設計的電液伺服系統自適應積分魯棒控制 66
4.2.1 系統模型與問題描述 66
4.2.2 非線性自適應積分魯棒控制器的設計 68
4.2.3 對比實驗驗證 72
4.3 電液伺服系統自適應誤差符號積分魯棒控制 83
4.3.1 系統模型與問題描述 83
4.3.2 自適應誤差符號積分魯棒控制器的設計 85
4.3.3 自適應誤差符號積分魯棒控制器的性能及分析 86
4.3.4 對比實驗驗證 88
4.4 本章小結 98
參考文獻 98
第5章 基于模型的非線性摩擦補償與低速伺服控制 100
5.1 常用的摩擦模型 101
5.1.1 靜態摩擦模型 101
5.1.2 動態摩擦模型 102
5.2 基于LuGre模型的摩擦補償控制策略 103
5.2.1 系統模型與問題描述 103
5.2.2 基于LuGre模型的自適應魯棒摩擦補償控制器的設計 105
5.2.3 自適應魯棒控制器的性能 109
5.2.4 仿真驗證 111
5.3 基于改進型LuGre模型的摩擦補償控制策略 116
5.3.1 系統模型與問題描述 117
5.3.2 新型連續可微的靜態摩擦模型 118
5.3.3 改進型LuGre摩擦模型及系統重構 119
5.3.4 基于改進型LuGre模型的自適應摩擦補償控制器的設計 122
5.3.5 自適應控制器的性能 126
5.3.6 對比實驗驗證 128
5.4 本章小結 135
參考文獻 136
第6章 電液伺服系統重復控制 137
6.1 傳統的重復控制策略 137
6.2 電液伺服系統自適應魯棒重復控制 142
6.3 電液伺服系統非線性自適應重復控制 147
6.3.1 系統模型與問題描述 147
6.3.2 非線性自適應重復控制器的設計 149
6.3.3 對比實驗驗證 158
6.4 本章小結 164
參考文獻 164
第7章 電液伺服系統非線性參數自適應及運動約束控制 166
7.1 含分母非線性參數的自適應魯棒控制 166
7.1.1 系統模型與問題描述 166
7.1.2 符號定義及不連續映射 169
7.1.3 自適應魯棒控制器的設計 169
7.1.4 性能定理 173
7.2 電液伺服系統加速度約束控制 174
7.2.1 系統模型與問題描述 175
7.2.2 符號定義及不連續映射 176
7.2.3 控制器的設計 177
7.2.4 性能定理 180
7.2.5 系統速度、加速度約束及控制器參數整定 181
7.2.6 仿真驗證 181
7.3 電液伺服系統輸出約束控制 186
7.3.1 系統模型與問題描述 186
7.3.2 符號定義 187
7.3.3 控制器的設計 188
7.3.4 性能定理 191
7.3.5 仿真驗證 191
7.4 本章小結 193
參考文獻 194
第8章 電液伺服系統輸出反饋控制 195
8.1 液壓馬達位置伺服系統輸出反饋魯棒反演控制 195
8.1.1 系統模型與問題描述 195
8.1.2 非線性輸出反饋控制器的設計 196
8.1.3 對比實驗驗證 201
8.2 單出桿液壓缸位置伺服系統輸出反饋控制 208
8.2.1 系統模型與問題描述 208
8.2.2 系統輸出反饋控制器的設計 210
8.2.3 仿真分析 215
8.3 本章小結 218
參考文獻 219
第9章 電液負載模擬器及其速度同步控制 220
9.1 電液負載模擬器的基本原理 221
9.2 電液負載模擬器的復雜數學模型的建立 222
9.2.1 負載模擬器動力執行機構的數學模型 222
9.2.2 負載模擬器其他環節的數學模型 226
9.3 簡化模型及其所帶來的影響 228
9.4 復雜模型的特性分析 230
9.5 基于舵機控制信號的負載模擬器的速度同步控制 235
9.6 本章小結 238
參考文獻 238
第10章 基于速度同步思想的復合同步加載控制 239
10.1 復合速度同步控制策略 239
10.1.1 數學建模 239
10.1.2 結構不變性與傳統速度同步方法的理論及應用分析 241
10.1.3 考慮舵機剛度的速度同步補償算法 244
10.1.4 復合速度同步控制算法 247
10.1.5 復合速度同步控制器的補償參數確定規則 250
10.1.6 實驗驗證 252
10.2 基于舵機指令前饋的同步加載控制策略 261
10.2.1 同步控制器設計 261
10.2.2 實驗驗證 263
10.3 本章小結 266
參考文獻 266
第11章 電液負載模擬器的自適應速度同步復合控制 267
11.1 自適應速度同步復合控制思想 267
11.2 自適應速度同步控制器設計 269
11.2.1 舵機和加載系統的速度頻域模型 269
11.2.2 速度同步控制器結構 270
11.2.3 基本概念與相關定理 272
11.2.4 主要結論 273
11.3 仿真研究 276
11.3.1 基于AMESim/Simulink的聯合仿真環境 276
11.3.2 多余力仿真 278
11.3.3 動態加載仿真 281
11.4 實驗驗證 284
11.4.1 多余力實驗 285
11.4.2 動態加載實驗 287
11.5 本章小結 290
參考文獻 291
第12章 電液負載模擬器自適應魯棒控制 292
12.1 電液負載模擬器自適應魯棒非線性控制 292
12.1.1 系統模型與問題描述 292
12.1.2 自適應魯棒力控制器設計 294
12.1.3 仿真驗證 298
12.2 電液負載模擬器高動態自適應魯棒輸出反饋控制 302
12.2.1 系統模型與問題描述 302
12.2.2 自適應魯棒力控制器設計 303
12.2.3 實驗驗證 308
12.3 電液負載模擬器自適應魯棒反步控制 314
12.3.1 系統模型與問題描述 314
12.3.2 自適應魯棒反步力控制器設計 314
12.4 本章小結 320
參考文獻 320
第13章 電液負載模擬器靜態加載摩擦補償 321
13.1 基于動態摩擦模型的非線性魯棒控制 321
13.1.1 系統模型與問題描述 321
13.1.2 控制器設計 324
13.1.3 實驗驗證 328
13.2 基于光滑LuGre模型的自適應魯棒控制與摩擦補償 332
13.2.1 系統模型與問題描述 332
13.2.2 控制器設計 333
13.2.3 仿真驗證 336
13.3 本章小結 339
參考文獻 339
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電液伺服系統非線性控制 作者簡介
焦宗夏，1963年生，遼寧沈陽人。北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院院長，教授，博士生導師。教育部“長江學者”特聘教授(2006)，新世紀百千萬人才工程國家級人選(2007)，國家杰出青年科學基金獲得者(2008)，國家政府特殊津貼專家(2012)，973首席科學家(2014)，第六屆全國優秀科技工作者(2014)，何梁何利科學與技術進步獎獲得者(2016)。1991年于浙江大學博士畢業，同年到北京航空航天大學做博士后；1993年于北京航空航天大學任教至今；2000年1月～7月于德國漢堡一哈堡科技大學任客座教授。現任飛行器控制一體化技術國家級重點實驗室主任，中國航空學會機電分會主任委員，第七屆國務院學科評議組成員。獲國家技術發明獎二等獎1項，國家科技進步獎二等獎1項，省部級科技獎勵10余項；獲發明專利35項；發表論文被SCI收錄67篇，ESI高被引論文3篇，EI收錄200余篇；出版中英文專著2部，編譯著5部。主要研究領域為飛機液壓系統振動、電液伺服系統及裝備、機載電液動力與作動技術。
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