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控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例 版權(quán)信息
- ISBN：9787111733669
- 條形碼：9787111733669 ; 978-7-111-73366-9
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>>
控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例 本書(shū)特色
面對(duì)諸多高校研究生招生超過(guò)本科招生，研究生對(duì)教材的需求量與日俱增。本教材適合高年級(jí)本科及碩士研究生選用，不是傳統(tǒng)的自動(dòng)控制理論、線(xiàn)性控制，智能控制這些內(nèi)容，而是針對(duì)研究生所要研究的特殊的控制問(wèn)題而編寫(xiě)的，具有新穎性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)圍繞特殊類(lèi)型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題闡述了6種設(shè)計(jì)方法。全書(shū)共分為7章。第1章介紹控制系統(tǒng)及技術(shù)的發(fā)展、主要分析方法和性能指標(biāo)；第2章介紹不穩(wěn)定對(duì)象的控制設(shè)計(jì)方法；第3章介紹撓性系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)方法；第4章介紹三明治系統(tǒng)的復(fù)合控制器設(shè)計(jì)方法；第5章介紹基于奇異值攝動(dòng)的雙連桿機(jī)械臂軌跡跟蹤控制；第6章介紹超空泡航行體的控制設(shè)計(jì)方法；第7章介紹非線(xiàn)性多項(xiàng)式系統(tǒng)的SOS法分析和設(shè)計(jì)。
控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例 目錄
前言
第1章緒論1
1.1本書(shū)的內(nèi)容考慮1
1.2控制系統(tǒng)的發(fā)展2
1.2.1古代階段2
1.2.2 1930年以前的時(shí)期3
1.2.3 1930～1950年期間5
1.2.4 1950～1980年期間8
1.2.5 1980年以后的時(shí)期9
1.3控制系統(tǒng)的分析方法11
1.3.1Routh穩(wěn)定判據(jù)11
1.3.2Nyquist穩(wěn)定判據(jù)12
1.3.3Lyapunov穩(wěn)定性13
1.4控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)14
1.4.1穩(wěn)定裕度14
1.4.2靈敏度函數(shù)14
1.5數(shù)學(xué)準(zhǔn)備16
1.6本章小結(jié)16
第2章不穩(wěn)定對(duì)象的控制設(shè)計(jì)17
2.1不穩(wěn)定對(duì)象的特點(diǎn)17
2.2不穩(wěn)定對(duì)象的控制問(wèn)題18
2.3不穩(wěn)定對(duì)象的PID控制19
2.4不穩(wěn)定對(duì)象的H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)23
2.4.1磁懸浮系統(tǒng)狀態(tài)空間方程23
2.4.2H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)26
2.5H∞輸出反饋設(shè)計(jì)33
2.5.1常規(guī)S/T混合靈敏度設(shè)計(jì)的加權(quán)函數(shù)33
2.5.2不穩(wěn)定對(duì)象的加權(quán)函數(shù)35
2.5.3不穩(wěn)定對(duì)象的S/T混合靈敏度設(shè)計(jì)36
2.6不穩(wěn)定對(duì)象的非線(xiàn)性H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)39
2.6.1仿射非線(xiàn)性系統(tǒng)39
2.6.2非線(xiàn)性H∞控制40
2.6.3求解HJI不等式44
2.6.4非線(xiàn)性設(shè)計(jì)仿真47
2.7本章小結(jié)51
第3章弱阻尼撓性系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)52
3.1撓性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型52
3.2撓性系統(tǒng)的控制問(wèn)題54
3.3H∞回路成形法57
3.3.1互質(zhì)因子分解57
3.3.2互質(zhì)因子不確定性59
3.3.3H∞標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題59
3.3.4小增益定理60
3.3.5參數(shù)化61
3.36H∞回路成形設(shè)計(jì)的基本思路61
3.4撓性系統(tǒng)的H∞回路成形設(shè)計(jì)62
3.4.1H∞回路成形法的魯棒性62
3.4.2互質(zhì)因式攝動(dòng)分析67
3.4.3不穩(wěn)定控制器的分析和避免71
3.5混合靈敏度設(shè)計(jì)73
3.6H∞回路成形中的μ綜合法75
3.6.1結(jié)構(gòu)奇異值和μ綜合76
3.6.2H∞回路成形與μ綜合結(jié)合78
3.6.3電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)的H∞回路成形中的μ綜合法80
3.7撓性系統(tǒng)基于相位控制的H∞魯棒設(shè)計(jì)85
3.7.1相位控制85
3.7.2H∞加權(quán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法86
3.7.3仿真分析88
3.8本章小結(jié)90
第4章三明治系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)91
4.1典型三明治系統(tǒng)模型91
4.2基于擾動(dòng)觀測(cè)器的PID-P復(fù)合控制93
4.2.1復(fù)合控制策略94
4.2.2擾動(dòng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)94
4.2.3確定控制器參數(shù)的系數(shù)表法95
4.2.4控制器設(shè)計(jì)96
4.2.5仿真驗(yàn)證99
4.3結(jié)構(gòu)化H∞控制100
4.3.1EPS系統(tǒng)100
4.3.2EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化H∞控制設(shè)計(jì)102
4.3.3飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)化H∞控制設(shè)計(jì)105
4.4本章小結(jié)109
第5章雙連桿柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的軌跡跟蹤控制110
5.1雙連桿柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型110
5.2角位移高階導(dǎo)數(shù)不可測(cè)的雙連桿機(jī)械臂滑模控制111
5.2.1動(dòng)力學(xué)模型轉(zhuǎn)換112
5.2.2擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器113
5.2.3滑模控制器設(shè)計(jì)115
5.2.4仿真分析117
5.3存在未知外界擾動(dòng)的機(jī)械臂奇異攝動(dòng)魯棒控制120
5.3.1奇異攝動(dòng)的基本原理120
5.3.2柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂降階模型121
5.3.3控制器設(shè)計(jì)122
5.3.4仿真分析126
5.4關(guān)節(jié)剛度不足的機(jī)械臂改進(jìn)奇異攝動(dòng)終端滑模控制128
5.4.1動(dòng)力學(xué)模型的等效柔性補(bǔ)償129
5.4.2降階慢子系統(tǒng)設(shè)計(jì)130
5.4.3RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)130
5.4.4終端滑模理論131
5.4.5降階慢子系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)133
5.4.6仿真分析135
5.5本章小結(jié)137
第6章超空泡航行體的控制138
6.1超空泡航行體的數(shù)學(xué)模型與分析138
6.1.1超空泡航行體的體坐標(biāo)系和模型基本參數(shù)139
6.1.2超空泡航行體縱向平面流體動(dòng)力分析140
6.1.3超空泡航行體控制模型142
6.1.4超空泡航行體運(yùn)動(dòng)分析與仿真144
6.2超空泡航行體的狀態(tài)反饋控制設(shè)計(jì)145
6.2.1反饋控制設(shè)計(jì)145
6.2.2反饋控制的穩(wěn)定性分析151
6.2.3超空泡航行體的實(shí)際運(yùn)行性能分析151
6.3超空泡航行體的H∞控制156
6.3.1H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)157
6.3.2超空泡航行體H∞狀態(tài)反饋下的性能164
6.3.3對(duì)比分析164
6.4超空泡航行體的時(shí)滯特性分析170
6.4.1超空泡的時(shí)滯效應(yīng)及考慮時(shí)滯的滑行力171
6.4.2常規(guī)狀態(tài)反饋下的性能對(duì)比173
6.4.3H∞控制下的性能對(duì)比174
6.5超空泡航行體的觀測(cè)器設(shè)計(jì)和補(bǔ)償176
6.5.1超空泡航行體的常值擾動(dòng)分析176
6.5.2超空泡航行體的擾動(dòng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)177
6.5.3補(bǔ)償與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)系181
6.6本章小結(jié)184
第7章非線(xiàn)性系統(tǒng)的SOS法分析和設(shè)計(jì)186
7.1SOS相關(guān)概念186
7.1.1SOS多項(xiàng)式186
7.1.2SOS多項(xiàng)式分解187
7.1.3SOS約束188
7.2非線(xiàn)性系統(tǒng)的SOS法分析189
7.2.1SOS穩(wěn)定域分析189
7.2.2SOS的決策變量191
7.2.3算例及分析192
7.3非線(xiàn)性系統(tǒng)的SOS法設(shè)計(jì)197
7.3.1雙線(xiàn)性矩陣不等式197
7.3.2狀態(tài)依賴(lài)LMIs與SOS法分解198
7.3.3SOS法設(shè)計(jì)200
7.3.4衛(wèi)星大角度姿態(tài)機(jī)動(dòng)的SOS法設(shè)計(jì)202
7.3.5設(shè)計(jì)中的兩個(gè)問(wèn)題207
7.4本章小結(jié)209
參考文獻(xiàn)210
第1章緒論1
1.1本書(shū)的內(nèi)容考慮1
1.2控制系統(tǒng)的發(fā)展2
1.2.1古代階段2
1.2.2 1930年以前的時(shí)期3
1.2.3 1930～1950年期間5
1.2.4 1950～1980年期間8
1.2.5 1980年以后的時(shí)期9
1.3控制系統(tǒng)的分析方法11
1.3.1Routh穩(wěn)定判據(jù)11
1.3.2Nyquist穩(wěn)定判據(jù)12
1.3.3Lyapunov穩(wěn)定性13
1.4控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)14
1.4.1穩(wěn)定裕度14
1.4.2靈敏度函數(shù)14
1.5數(shù)學(xué)準(zhǔn)備16
1.6本章小結(jié)16
第2章不穩(wěn)定對(duì)象的控制設(shè)計(jì)17
2.1不穩(wěn)定對(duì)象的特點(diǎn)17
2.2不穩(wěn)定對(duì)象的控制問(wèn)題18
2.3不穩(wěn)定對(duì)象的PID控制19
2.4不穩(wěn)定對(duì)象的H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)23
2.4.1磁懸浮系統(tǒng)狀態(tài)空間方程23
2.4.2H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)26
2.5H∞輸出反饋設(shè)計(jì)33
2.5.1常規(guī)S/T混合靈敏度設(shè)計(jì)的加權(quán)函數(shù)33
2.5.2不穩(wěn)定對(duì)象的加權(quán)函數(shù)35
2.5.3不穩(wěn)定對(duì)象的S/T混合靈敏度設(shè)計(jì)36
2.6不穩(wěn)定對(duì)象的非線(xiàn)性H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)39
2.6.1仿射非線(xiàn)性系統(tǒng)39
2.6.2非線(xiàn)性H∞控制40
2.6.3求解HJI不等式44
2.6.4非線(xiàn)性設(shè)計(jì)仿真47
2.7本章小結(jié)51
第3章弱阻尼撓性系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)52
3.1撓性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型52
3.2撓性系統(tǒng)的控制問(wèn)題54
3.3H∞回路成形法57
3.3.1互質(zhì)因子分解57
3.3.2互質(zhì)因子不確定性59
3.3.3H∞標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題59
3.3.4小增益定理60
3.3.5參數(shù)化61
3.36H∞回路成形設(shè)計(jì)的基本思路61
3.4撓性系統(tǒng)的H∞回路成形設(shè)計(jì)62
3.4.1H∞回路成形法的魯棒性62
3.4.2互質(zhì)因式攝動(dòng)分析67
3.4.3不穩(wěn)定控制器的分析和避免71
3.5混合靈敏度設(shè)計(jì)73
3.6H∞回路成形中的μ綜合法75
3.6.1結(jié)構(gòu)奇異值和μ綜合76
3.6.2H∞回路成形與μ綜合結(jié)合78
3.6.3電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)的H∞回路成形中的μ綜合法80
3.7撓性系統(tǒng)基于相位控制的H∞魯棒設(shè)計(jì)85
3.7.1相位控制85
3.7.2H∞加權(quán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法86
3.7.3仿真分析88
3.8本章小結(jié)90
第4章三明治系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)91
4.1典型三明治系統(tǒng)模型91
4.2基于擾動(dòng)觀測(cè)器的PID-P復(fù)合控制93
4.2.1復(fù)合控制策略94
4.2.2擾動(dòng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)94
4.2.3確定控制器參數(shù)的系數(shù)表法95
4.2.4控制器設(shè)計(jì)96
4.2.5仿真驗(yàn)證99
4.3結(jié)構(gòu)化H∞控制100
4.3.1EPS系統(tǒng)100
4.3.2EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化H∞控制設(shè)計(jì)102
4.3.3飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)化H∞控制設(shè)計(jì)105
4.4本章小結(jié)109
第5章雙連桿柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的軌跡跟蹤控制110
5.1雙連桿柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型110
5.2角位移高階導(dǎo)數(shù)不可測(cè)的雙連桿機(jī)械臂滑模控制111
5.2.1動(dòng)力學(xué)模型轉(zhuǎn)換112
5.2.2擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器113
5.2.3滑模控制器設(shè)計(jì)115
5.2.4仿真分析117
5.3存在未知外界擾動(dòng)的機(jī)械臂奇異攝動(dòng)魯棒控制120
5.3.1奇異攝動(dòng)的基本原理120
5.3.2柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂降階模型121
5.3.3控制器設(shè)計(jì)122
5.3.4仿真分析126
5.4關(guān)節(jié)剛度不足的機(jī)械臂改進(jìn)奇異攝動(dòng)終端滑模控制128
5.4.1動(dòng)力學(xué)模型的等效柔性補(bǔ)償129
5.4.2降階慢子系統(tǒng)設(shè)計(jì)130
5.4.3RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)130
5.4.4終端滑模理論131
5.4.5降階慢子系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)133
5.4.6仿真分析135
5.5本章小結(jié)137
第6章超空泡航行體的控制138
6.1超空泡航行體的數(shù)學(xué)模型與分析138
6.1.1超空泡航行體的體坐標(biāo)系和模型基本參數(shù)139
6.1.2超空泡航行體縱向平面流體動(dòng)力分析140
6.1.3超空泡航行體控制模型142
6.1.4超空泡航行體運(yùn)動(dòng)分析與仿真144
6.2超空泡航行體的狀態(tài)反饋控制設(shè)計(jì)145
6.2.1反饋控制設(shè)計(jì)145
6.2.2反饋控制的穩(wěn)定性分析151
6.2.3超空泡航行體的實(shí)際運(yùn)行性能分析151
6.3超空泡航行體的H∞控制156
6.3.1H∞狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)157
6.3.2超空泡航行體H∞狀態(tài)反饋下的性能164
6.3.3對(duì)比分析164
6.4超空泡航行體的時(shí)滯特性分析170
6.4.1超空泡的時(shí)滯效應(yīng)及考慮時(shí)滯的滑行力171
6.4.2常規(guī)狀態(tài)反饋下的性能對(duì)比173
6.4.3H∞控制下的性能對(duì)比174
6.5超空泡航行體的觀測(cè)器設(shè)計(jì)和補(bǔ)償176
6.5.1超空泡航行體的常值擾動(dòng)分析176
6.5.2超空泡航行體的擾動(dòng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)177
6.5.3補(bǔ)償與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)系181
6.6本章小結(jié)184
第7章非線(xiàn)性系統(tǒng)的SOS法分析和設(shè)計(jì)186
7.1SOS相關(guān)概念186
7.1.1SOS多項(xiàng)式186
7.1.2SOS多項(xiàng)式分解187
7.1.3SOS約束188
7.2非線(xiàn)性系統(tǒng)的SOS法分析189
7.2.1SOS穩(wěn)定域分析189
7.2.2SOS的決策變量191
7.2.3算例及分析192
7.3非線(xiàn)性系統(tǒng)的SOS法設(shè)計(jì)197
7.3.1雙線(xiàn)性矩陣不等式197
7.3.2狀態(tài)依賴(lài)LMIs與SOS法分解198
7.3.3SOS法設(shè)計(jì)200
7.3.4衛(wèi)星大角度姿態(tài)機(jī)動(dòng)的SOS法設(shè)計(jì)202
7.3.5設(shè)計(jì)中的兩個(gè)問(wèn)題207
7.4本章小結(jié)209
參考文獻(xiàn)210
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控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)例 作者簡(jiǎn)介
孟范偉，東北大學(xué)秦皇島分校任教，主講自動(dòng)控制原理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制等課程，從事控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等相關(guān)方向的研究。
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