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橋式起重機(jī)系統(tǒng)先進(jìn)控制方法及實(shí)現(xiàn) 版權(quán)信息
- ISBN：9787121449970
- 條形碼：9787121449970 ; 978-7-121-44997-0
- 裝幀：暫無
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
橋式起重機(jī)系統(tǒng)先進(jìn)控制方法及實(shí)現(xiàn) 內(nèi)容簡介
本書在分析總結(jié)國內(nèi)外起重機(jī)系統(tǒng)定位防擺控制方法研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，針對橋式起重機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和控制器設(shè)計等方面進(jìn)行了深入研究，提出了幾種優(yōu)選的高性能定位防擺控制方法，并進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析和大量的仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本書內(nèi)容包括橋式起重機(jī)定位防擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模、橋式起重機(jī)系統(tǒng)的模型預(yù)測控制、橋式起重機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制、橋式起重機(jī)系統(tǒng)的魯棒控制、基于模糊觀測器的狀態(tài)反饋控制、三維橋式起重機(jī)系統(tǒng)的自適應(yīng)時變滑模控制等。 本書可以作為高等院校控制科學(xué)與工程、機(jī)械工程、電氣工程等相關(guān)學(xué)科和專業(yè)的研究生參考用書，對相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者與工程技術(shù)人員也有重要的參考價值。
橋式起重機(jī)系統(tǒng)先進(jìn)控制方法及實(shí)現(xiàn) 目錄
第1章 緒論 1
1．1 引言 1
1．2 起重機(jī)系統(tǒng)定位防擺控制的研究進(jìn)展 2
1．2．1 開環(huán)控制 3
1．2．2 閉環(huán)控制 6
1．3 現(xiàn)有控制方法存在的不足 13
1．4 本書研究內(nèi)容 14
第2章 橋式起重機(jī)定位防擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 17
2．1 引言 17
2．2 起重機(jī)定位防擺系統(tǒng)的建模方法 18
2．3 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的動力學(xué)模型 19
2．3．1 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的三維動力學(xué)模型 19
2．3．2 單擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的二維動力學(xué)模型 22
2．3．3 雙擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的二維動力學(xué)模型 25
2．4 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的T-S模糊模型 28
2．4．1 T-S模糊建模概述 28
2．4．2 T-S模糊模型描述 29
2．4．3 單擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的T-S模糊模型 31
2．4．4 雙擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的T-S模糊模型 39
2．5 仿真研究 42
2．6 本章小結(jié) 45
第3章 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的模型預(yù)測控制 46
3．1 引言 46
3．2 模型預(yù)測控制 47
3．2．1 約束優(yōu)化原理 47
3．2．2 二次規(guī)劃問題的標(biāo)準(zhǔn)形式 50
3．2．3 橋式起重機(jī)模型預(yù)測控制中的QP問題 52
3．3 基于微分平坦輸出的橋式起重機(jī)模型預(yù)測控制 54
3．3．1 微分平坦理論 54
3．3．2 模型變換 55
3．3．3 約束模型預(yù)測控制算法 57
3．3．4 仿真研究 61
3．4 基于二維微分平坦輸出的橋式起重機(jī)模型預(yù)測控制 63
3．4．1 模型變換 63
3．4．2 模型預(yù)測控制器設(shè)計 65
3．4．3 仿真研究 69
3．5 本章小結(jié) 71
第4章 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制 73
4．1 引言 73
4．2 線性矩陣不等式和Lyapunov穩(wěn)定理論 74
4．2．1 線性矩陣不等式的定義 74
4．2．2 線性矩陣不等式的性質(zhì) 75
4．2．3 Lyapunov穩(wěn)定性 75
4．3 狀態(tài)反饋控制器 76
4．3．1 PDC結(jié)構(gòu)狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 77
4．3．2 仿真研究 79
4．3．3 實(shí)驗(yàn)研究 88
4．4 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的積分狀態(tài)反饋控制 96
4．4．1 積分狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 99
4．4．2 仿真研究 100
4．4．3 實(shí)驗(yàn)研究 103
4．5 本章小結(jié) 105
第5章 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的魯棒控制 106
5．1 引言 106
5．2 基于PSO的魯棒LQR控制器設(shè)計 107
5．2．1 LQR控制原理 107
5．2．2 魯棒LQR控制器的設(shè)計 108
5．2．3 基于PSO的魯棒LQR控制 111
5．2．4 仿真研究 112
5．2．5 實(shí)驗(yàn)研究 119
5．3 雙擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的魯棒 控制 126
5．3．1 魯棒 控制器設(shè)計 126
5．3．2 仿真研究 129
5．4 本章小結(jié) 138
第6章 基于模糊觀測器的狀態(tài)反饋控制 139
6．1 引言 139
6．2 T-S模糊觀測器 140
6．2．1 系統(tǒng)能觀性分析 140
6．2．2 T-S模糊狀態(tài)觀測器設(shè)計 140
6．3 基于觀測器的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 142
6．4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 143
6．5 仿真研究 145
6．6 實(shí)驗(yàn)研究 152
6．7 本章小結(jié) 156
第7章 三維橋式起重機(jī)系統(tǒng)的自適應(yīng)時變滑模控制 157
7．1 引言 157
7．2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器 157
7．2．1 三維非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計 158
7．2．2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器穩(wěn)定性分析 159
7．3 自適應(yīng)時變滑模控制器設(shè)計 161
7．3．1 模型解耦與擾動補(bǔ)償 161
7．3．2 自適應(yīng)時變滑模控制器 162
7．3．3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 165
7．3．4 仿真研究 166
7．4 本章小結(jié) 172
參考文獻(xiàn) 173
1．1 引言 1
1．2 起重機(jī)系統(tǒng)定位防擺控制的研究進(jìn)展 2
1．2．1 開環(huán)控制 3
1．2．2 閉環(huán)控制 6
1．3 現(xiàn)有控制方法存在的不足 13
1．4 本書研究內(nèi)容 14
第2章 橋式起重機(jī)定位防擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 17
2．1 引言 17
2．2 起重機(jī)定位防擺系統(tǒng)的建模方法 18
2．3 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的動力學(xué)模型 19
2．3．1 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的三維動力學(xué)模型 19
2．3．2 單擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的二維動力學(xué)模型 22
2．3．3 雙擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的二維動力學(xué)模型 25
2．4 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的T-S模糊模型 28
2．4．1 T-S模糊建模概述 28
2．4．2 T-S模糊模型描述 29
2．4．3 單擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的T-S模糊模型 31
2．4．4 雙擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的T-S模糊模型 39
2．5 仿真研究 42
2．6 本章小結(jié) 45
第3章 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的模型預(yù)測控制 46
3．1 引言 46
3．2 模型預(yù)測控制 47
3．2．1 約束優(yōu)化原理 47
3．2．2 二次規(guī)劃問題的標(biāo)準(zhǔn)形式 50
3．2．3 橋式起重機(jī)模型預(yù)測控制中的QP問題 52
3．3 基于微分平坦輸出的橋式起重機(jī)模型預(yù)測控制 54
3．3．1 微分平坦理論 54
3．3．2 模型變換 55
3．3．3 約束模型預(yù)測控制算法 57
3．3．4 仿真研究 61
3．4 基于二維微分平坦輸出的橋式起重機(jī)模型預(yù)測控制 63
3．4．1 模型變換 63
3．4．2 模型預(yù)測控制器設(shè)計 65
3．4．3 仿真研究 69
3．5 本章小結(jié) 71
第4章 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制 73
4．1 引言 73
4．2 線性矩陣不等式和Lyapunov穩(wěn)定理論 74
4．2．1 線性矩陣不等式的定義 74
4．2．2 線性矩陣不等式的性質(zhì) 75
4．2．3 Lyapunov穩(wěn)定性 75
4．3 狀態(tài)反饋控制器 76
4．3．1 PDC結(jié)構(gòu)狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 77
4．3．2 仿真研究 79
4．3．3 實(shí)驗(yàn)研究 88
4．4 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的積分狀態(tài)反饋控制 96
4．4．1 積分狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 99
4．4．2 仿真研究 100
4．4．3 實(shí)驗(yàn)研究 103
4．5 本章小結(jié) 105
第5章 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的魯棒控制 106
5．1 引言 106
5．2 基于PSO的魯棒LQR控制器設(shè)計 107
5．2．1 LQR控制原理 107
5．2．2 魯棒LQR控制器的設(shè)計 108
5．2．3 基于PSO的魯棒LQR控制 111
5．2．4 仿真研究 112
5．2．5 實(shí)驗(yàn)研究 119
5．3 雙擺效應(yīng)橋式起重機(jī)系統(tǒng)的魯棒 控制 126
5．3．1 魯棒 控制器設(shè)計 126
5．3．2 仿真研究 129
5．4 本章小結(jié) 138
第6章 基于模糊觀測器的狀態(tài)反饋控制 139
6．1 引言 139
6．2 T-S模糊觀測器 140
6．2．1 系統(tǒng)能觀性分析 140
6．2．2 T-S模糊狀態(tài)觀測器設(shè)計 140
6．3 基于觀測器的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 142
6．4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 143
6．5 仿真研究 145
6．6 實(shí)驗(yàn)研究 152
6．7 本章小結(jié) 156
第7章 三維橋式起重機(jī)系統(tǒng)的自適應(yīng)時變滑模控制 157
7．1 引言 157
7．2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器 157
7．2．1 三維非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器設(shè)計 158
7．2．2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器穩(wěn)定性分析 159
7．3 自適應(yīng)時變滑模控制器設(shè)計 161
7．3．1 模型解耦與擾動補(bǔ)償 161
7．3．2 自適應(yīng)時變滑模控制器 162
7．3．3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 165
7．3．4 仿真研究 166
7．4 本章小結(jié) 172
參考文獻(xiàn) 173
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橋式起重機(jī)系統(tǒng)先進(jìn)控制方法及實(shí)現(xiàn) 作者簡介
邵雪卷，女，博士研究生，副教授，研究領(lǐng)域包括先進(jìn)控制理論及應(yīng)用、欠驅(qū)動吊車系統(tǒng)、磁懸浮系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng)等。主持山西省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目子課題1項(xiàng)、山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)和山西省高校科技開發(fā)項(xiàng)目1項(xiàng)，主持山西省研究生教育改革項(xiàng)目2項(xiàng)，山西省本科生教育改革項(xiàng)目1項(xiàng)，參編高校教材2部，獲得山西省研究生教學(xué)成果獎一等獎1項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文40余篇，其中SCI、EI收錄20余篇。
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