機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與MATLAB仿真作者簡介

劉金琨，遼寧人，1965年生。分別于1989年7月，1994年3月和1997年3月獲東北大學(xué)工學(xué)學(xué)士，工學(xué)碩士和工學(xué)博士學(xué)位。1997年3月至1998年12月浙江大學(xué)工業(yè)控制技術(shù)研究所做博士后研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大學(xué)從事合作研究。1999年11月至今在北京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院從事教學(xué)與科研工作，現(xiàn)任教授，主講《智能控制》、《工業(yè)過程控制》和《系統(tǒng)辨識》等課程。研究方向?yàn)榭刂婆c應(yīng)用。自從事研究工作以來，主持國家自然基金等科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，以第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇。曾出版北京市高等教育精品教材《智能控制》，《先進(jìn)PID控制及其MATLAB仿真》和《滑模變結(jié)構(gòu)控制MATLAB仿真》等著作。

本書系統(tǒng)地介紹了機(jī)器人控制的幾種先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，是作者多年來從事機(jī)器人控制系統(tǒng)教學(xué)和科研工作的結(jié)晶，同時(shí)融入了國內(nèi)外同行近年來所取得的最新成果。

全書以機(jī)器人為對象，共分10章，包括先進(jìn)PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊自適應(yīng)控制、迭代學(xué)習(xí)控制、反演控制、滑?？刂?、自適應(yīng)魯棒控制、系統(tǒng)辨識和路徑規(guī)劃。每種方法都給出了算法推導(dǎo)，實(shí)例分析和相應(yīng)的MATLAB仿真設(shè)計(jì)程序。

本書各部佞內(nèi)容既相互聯(lián)系又各自獨(dú)立，讀者可根扭需要選擇學(xué)習(xí)，本書適用于從事生產(chǎn)過程自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械電子和電氣自動(dòng)化領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為大專院校工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)控制、機(jī)械電子、自動(dòng)化儀表、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的數(shù)學(xué)參考書。

第1章 緒論

1.1 機(jī)器人控制方法簡介

1.1.1 機(jī)器人常用的控制方法

1.1.2 不確定機(jī)器人系統(tǒng)的控制

1.2 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型及其結(jié)構(gòu)特性

1.3 基于S函數(shù)的SIMULINK仿真

1.3.1 S函數(shù)簡介

1.3.2 S函數(shù)使用步驟

1.3.3 S函數(shù)的基本功能及重要參數(shù)設(shè)定

第2章 機(jī)器人獨(dú)立PD控制

2.1 機(jī)器人獨(dú)立PD控制

2.1.1 控制律設(shè)計(jì)

2.1.2 收斂性分析

2.1.3 仿真實(shí)例

2.2 基于重力補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人PD控制

2.2.1 控制律設(shè)計(jì)

2.2.2 控制律分析

2.3 機(jī)器人魯棒自適應(yīng)PD控制

2.3.1 問題的提出

2.3.2 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型及其結(jié)構(gòu)特性

2.3.3 控制器的設(shè)計(jì)

2.3.4 機(jī)器人動(dòng)態(tài)方程的線性推導(dǎo)

2.3.5 仿真實(shí)例

第3章 機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制

3.1 定理與引理

3.1.1 全局不變集定理

3.1.2 用Barbalat引理作類Lyapunov分析

3.1.3 一種微分方程不等式的收斂性分析

3.2 RBF網(wǎng)絡(luò)的逼近

3.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.2.3 逼近算法

3.2.4 參數(shù)對逼近效果的影響

3.2.5 仿真實(shí)例

3.3 基于模型不確定補(bǔ)償?shù)腞BF網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人自適應(yīng)控制

3.3.1 問題的提出

3.3.2 模型不確定部分的RBF網(wǎng)絡(luò)逼近

3.3.3 控制器的設(shè)計(jì)

3.3.4 仿真實(shí)例

3.4 基于模型分塊逼近的機(jī)器人RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制

3.4.1 問題的提出

3.4.2 控制律的設(shè)計(jì)

3.4.3 穩(wěn)定性分析

3.4.4 仿真實(shí)例

3.5 工作空間中機(jī)械手的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制

3.5.1 工作究竟直角坐標(biāo)與關(guān)節(jié)角位置的轉(zhuǎn)換

3.5.2 機(jī)械手的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模

3.5.3 控制器的設(shè)計(jì)

3.5.4 仿真實(shí)例

3.6 基于模型整體逼近的機(jī)器人RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制

3.6.1 問題的提出

3.6.2 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近的控制器

3.6.3 針對f(x)中各項(xiàng)分別進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近

3.6.4 仿真實(shí)例

3.7 基于死區(qū)補(bǔ)償?shù)纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)魯棒控制

3.7.1 死區(qū)非線性特性

3.7.2 系統(tǒng)描述

3.7.3 GL矩陣和GL乘法算子

3.7.4 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)死區(qū)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)

3.7.5 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

3.7.6 仿真實(shí)例

3.8 機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字控制

……

第4章 機(jī)器人模糊自適應(yīng)控制

第5章 機(jī)器人迭代學(xué)習(xí)控制及重復(fù)控制

第6章 機(jī)器人反演控制

第7章 機(jī)器人滑?？刂?

第8章 機(jī)器人自適應(yīng)魯棒控制

第9章 機(jī)器人參數(shù)觀測、辨識及控制

第10章 機(jī)器人路徑規(guī)劃2100433B

《MATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》分兩篇，共10章。上篇為MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，主要介紹MATLAB的基礎(chǔ)知識、MATLAB數(shù)值運(yùn)算、MATLAB符號運(yùn)算、MATLAB程序設(shè)計(jì)。下篇為自動(dòng)控制系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)，主要介紹控制系統(tǒng)理論基礎(chǔ)、仿真環(huán)境Simulink的使用基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB實(shí)現(xiàn)、控制系統(tǒng)分析、經(jīng)典控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。

《MATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》各章節(jié)之間既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立，讀者可根據(jù)自己的需要選擇閱讀?！禡ATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》可作為高校理工科本科生和研究生的教學(xué)參考用書，也可供自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)仿真及其相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)和研究人員參考。

《MATLAB控制系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì)》系統(tǒng)講解了MATLAB在控制工程中的應(yīng)用，包括MATLAB基礎(chǔ)知識、MATLAB與外部程序的接口、Simulink仿真、經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)與仿真、線性系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)與仿真、PID控制與仿真、最優(yōu)控制及仿真和智能控制仿真研究。

《MATLAB控制系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì)》對函數(shù)的使用給出了詳細(xì)介紹，并配以相應(yīng)仿真過程予以輔助說明，因此即使是初學(xué)者，也能很快學(xué)會操作；每章的最后都給出了與本章內(nèi)容相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用仿真實(shí)例；在工程應(yīng)用部分，從分析、建模和仿真3方面給出了較為詳細(xì)的解析過程，加深了讀者由理論過渡到實(shí)際應(yīng)用的理解。

《MATLAB控制系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì)》可作為自動(dòng)控制、機(jī)械電子、機(jī)械制造、電氣、電子信息、汽車等專業(yè)的本科生教材或參考書。

《MATLAB控制系統(tǒng)仿真與實(shí)例詳解》從讀者角度出發(fā)，以實(shí)用、易懂為特點(diǎn)，貼近讀者的實(shí)際學(xué)習(xí)過程，充分滿足讀者的學(xué)習(xí)需求。

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《MATLAB控制系統(tǒng)仿真與實(shí)例詳解》通過大量的實(shí)際案例，對MATLAB7x的功能、操作及其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了細(xì)致的敘述，書中的大部分實(shí)例都經(jīng)過了試驗(yàn)和驗(yàn)證，是作者多年來從事工程與科研項(xiàng)目的結(jié)晶。

內(nèi)容深入淺出，實(shí)例豐富且具有代表性，實(shí)用性很強(qiáng)全面系統(tǒng)地介紹了MATLAB在各控制系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)地講解了MATLAB7×中與控制工程相關(guān)的基礎(chǔ)工具箱函數(shù)。