機(jī)械系統(tǒng)先進(jìn)滑模變結(jié)構(gòu)控制：設(shè)計(jì)、分析及MATLAB仿真

《機(jī)械系統(tǒng)先進(jìn)滑模變結(jié)構(gòu)控制：設(shè)計(jì)、分析及MATLAB仿真》從MATLAB仿真角度系統(tǒng)地介紹了機(jī)械系統(tǒng)先進(jìn)滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本設(shè)計(jì)方法，是作者多年來(lái)從事控制系統(tǒng)教學(xué)與科研工作的結(jié)晶，同時(shí)融入了國(guó)內(nèi)外同行的新近成果。

全書共分12章，包括滑模變結(jié)構(gòu)控制基本設(shè)計(jì)方法、基于名義模型的滑?？刂啤⒒诰€性矩陣不等式和反演的滑模控制、離散滑?？刂啤?dòng)態(tài)滑?？刂啤⒆赃m應(yīng)滑?？刂?、終端滑?？刂?、基于觀測(cè)器的滑?？刂啤⒛：？刂啤⑸窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模控制以及針對(duì)機(jī)器人和飛行器的滑?？刂?。每種控制方法都通過(guò)MATLAB仿真程序進(jìn)行了仿真分析。

《機(jī)械系統(tǒng)先進(jìn)滑模變結(jié)構(gòu)控制：設(shè)計(jì)、分析及MATLAB仿真》適于從事生產(chǎn)過(guò)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，也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生的參考教材。

1 Introduction

1.1 Parameters of Sliding Surface Design

1.2 Sliding Mode Control Based on Reaching Law

1.2.1 Classical Reaching Laws

1.2.2 Controller Design

1.3 Robust Sliding Mode Control Based on Reaching Law

1.3.1 System Description

1.3.2 Simulation Example

1.4 Sliding Mode Robust Control Based on Upper Bound

1.4.1 System Description

1.4.2 Controller Design

1.4.3 Simulation Example

1.5 Sliding Mode Control Based on Quasi-Sliding Mode

1.5.1 Quasi-Sliding Mode

1.5.2 Simulation Example

1.6 Sliding Mode Control Based on the Equivalent Control

作　者：劉金琨，王新華 著

出 版 社：清華大學(xué)出版社

ISBN：9787302248279

出版時(shí)間：2011-11-01

版　次：1

頁(yè)　數(shù)：353

裝　幀：精裝

開(kāi)　本：16開(kāi)

本書以MATLAB作為仿真環(huán)境，系統(tǒng)地介紹了滑模變結(jié)構(gòu)控制的幾種先進(jìn)的控制方法。本書凝練了作者多年來(lái)從事控制系統(tǒng)教學(xué)和科研工作的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)融入了國(guó)內(nèi)外同行近年來(lái)取得的最新成果。

本書在第2版的基礎(chǔ)上修改而成，并增加和修改了部分內(nèi)容。全書共分10章，包括欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑?？刂?、基于觀測(cè)器和解耦算法的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑?？刂?、控制輸入受限條件下的滑?？刂?、撓性系統(tǒng)和奇異攝動(dòng)系統(tǒng)的滑?？刂啤C(jī)械手滑?？刂啤⒒诤瘮?shù)逼近的機(jī)械手滑?？刂啤⒒诟蓴_觀測(cè)器的機(jī)械手滑?？刂?、柔性機(jī)械手滑模控制、飛行器滑?？刂?、基于最優(yōu)軌跡規(guī)劃的滑?？刂啤Ｃ糠N控制方法都通過(guò)MATLAB仿真程序進(jìn)行了仿真分析。

本書各部分內(nèi)容既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立，讀者可根據(jù)自己需要選擇學(xué)習(xí)。本書適用于從事生產(chǎn)過(guò)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，也可作為普通高等學(xué)校自動(dòng)化、電氣工程、機(jī)械工程、儀器儀表、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的教學(xué)參考書。

本書深入淺出地闡述了MATLAB軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、使用方法及其在電氣工程和控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。全書共分為12章，主要內(nèi)容包括MATLAB概述、MATLAB數(shù)值運(yùn)算、程序設(shè)計(jì)、圖形處理功能、SIMULINK基礎(chǔ)、MATLAB在電路中的基本應(yīng)用、直流穩(wěn)態(tài)電路的仿真分析、動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域仿真分析、正弦交流電路的仿真分析、線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、線性系統(tǒng)的仿真分析、離散系統(tǒng)的仿真分析。本書結(jié)合作者在長(zhǎng)期教學(xué)和科研工作中的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，講述了應(yīng)用MATLAB軟件建模、仿真以及調(diào)試中的一些技巧，從而使讀者能夠快速地分析問(wèn)題與解決問(wèn)題。

本書具有示例豐富、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、實(shí)用性強(qiáng)、簡(jiǎn)單易學(xué)等特點(diǎn)，可以作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、信息工程、電子工程等相關(guān)專業(yè)的參考書，也可供從事電氣工程、控制工程及計(jì)算機(jī)仿真等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和科研人員參考。

第1章欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑模控制

1.1一類欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的滑?？刂?

1.1.1系統(tǒng)描述

1.1.2滑?？刂坡傻脑O(shè)計(jì)及分析

1.1.3位置和速度跟蹤

1.1.4仿真實(shí)例

1.2基于Hurwitz穩(wěn)定的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑?？刂?

1.2.1基于Hurwitz穩(wěn)定的簡(jiǎn)單欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑?？刂?

1.2.2基于Hurwitz穩(wěn)定的小車倒立擺系統(tǒng)滑模控制

1.3一類特殊的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的滑?？刂?

1.3.1系統(tǒng)描述

1.3.2控制問(wèn)題描述

1.3.3滑?？刂扑惴ㄔO(shè)計(jì)

1.3.4收斂性分析

1.3.5仿真實(shí)例

1.4TORA欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的滑?？刂?

1.4.1系統(tǒng)描述

1.4.2模型的通用解耦算法

1.4.3模型的解耦

1.4.4滑?？刂扑惴ㄔO(shè)計(jì)

1.4.5收斂性分析

1.4.6仿真實(shí)例

1.5移動(dòng)機(jī)器人的滑模軌跡跟蹤控制

1.5.1移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型

1.5.2位置控制律設(shè)計(jì)

1.5.3姿態(tài)控制律設(shè)計(jì)

1.5.4閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵

1.5.5仿真實(shí)例

1.6基于全局穩(wěn)定的移動(dòng)機(jī)器人雙環(huán)軌跡跟蹤控制

1.6.1移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型

1.6.2動(dòng)態(tài)系統(tǒng)全局漸近穩(wěn)定定理

1.6.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.6.4整個(gè)閉環(huán)穩(wěn)定性分析

1.6.5仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第2章基于觀測(cè)器和解耦算法的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑模控制

2.1基于高增益觀測(cè)器分離定理的倒立擺系統(tǒng)滑?？刂?

2.1.1高增益觀測(cè)器分離定理

2.1.2基于高...

2.1.3基于高增益觀測(cè)器的欠驅(qū)動(dòng)倒立擺控制

2.2基于欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解耦算法的滑?？刂?

2.2.1欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解耦算法

2.2.2倒立擺動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的解耦

2.2.3滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)

2.2.4滑模參數(shù)C的設(shè)計(jì)

2.2.5仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第3章控制輸入受限或輸出受限條件下的滑模控制

3.1控制輸入受限條件下的滑?？刂品治?

3.1.1基本原理

3.1.2控制器設(shè)計(jì)與分析

3.1.3仿真實(shí)例

3.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)目刂戚斎胧芟藁？刂?

3.2.1系統(tǒng)描述

3.2.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)控制受限逼近的滑?？刂?

3.2.3仿真實(shí)例

3.3一種按設(shè)定誤差性能指標(biāo)函數(shù)收斂的滑?？刂?

3.3.1問(wèn)題描述

3.3.2跟蹤誤差性能函數(shù)設(shè)計(jì)

3.3.3收斂性分析

3.3.4仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第4章?lián)闲韵到y(tǒng)和奇異攝動(dòng)系統(tǒng)的滑?？刂?

4.1基于諧振抑制的滑模控制

4.1.1諧振抑制濾波器設(shè)計(jì)

4.1.2系統(tǒng)描述

4.1.3基于名義模型的滑?？刂?

4.1.4仿真分析

4.2基于輸入成型的撓性機(jī)械系統(tǒng)滑?？刂?

4.2.1系統(tǒng)描述

4.2.2滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

4.2.3輸入成型器基本原理

4.2.4仿真實(shí)例

4.3基于奇異攝動(dòng)理論的滑?？刂?

4.3.1問(wèn)題描述

4.3.2模型分解

4.3.3控制律設(shè)計(jì)

4.3.4仿真實(shí)例

4.4基于奇異攝動(dòng)理論的滑模魯棒控制

4.4.1問(wèn)題描述

4.4.2模型分解

4.4.3控制律設(shè)計(jì)

4.4.4仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第5章機(jī)械手滑?？刂?

5.1機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型及特性

5.2基于名義模型的機(jī)械手滑?？刂啤Ｒ?guī)方法

5.2.1系統(tǒng)描述

5.2.2控制律設(shè)計(jì)

5.2.3仿真實(shí)例

5.3基于名義模型的機(jī)械手滑?？刂啤狿I方法

5.3.1問(wèn)題描述

5.3.2控制器設(shè)計(jì)

5.3.3穩(wěn)定性分析

5.3.4仿真實(shí)例

5.4基于名義模型的機(jī)械手滑?？刂啤吔煞椒?

5.4.1設(shè)計(jì)原理

5.4.2基于名義模型的機(jī)械手指數(shù)趨近律的設(shè)計(jì)

5.4.3仿真實(shí)例

5.5基于低通濾波器的機(jī)械手滑模控制

5.5.1機(jī)械手動(dòng)態(tài)方程

5.5.2滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)

5.5.3仿真實(shí)例（1）

5.5.4仿真實(shí)例（2）

5.6機(jī)械手自適應(yīng)滑?？刂?

5.6.1系統(tǒng)描述

5.6.2自適應(yīng)滑模控制器的設(shè)計(jì)

5.6.3仿真實(shí)例

5.7工作空間中機(jī)械手末端軌跡滑?？刂?

5.7.1工作空間直角坐標(biāo)與關(guān)節(jié)角位置的轉(zhuǎn)換

5.7.2機(jī)械手在工作空間的建模

5.7.3滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)

5.7.4仿真實(shí)例

5.8工作空間中機(jī)械手末端的阻抗滑模控制

5.8.1問(wèn)題的提出

5.8.2阻抗模型的建立

5.8.3滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)

5.8.4仿真實(shí)例

5.9受約束條件下雙關(guān)節(jié)機(jī)械手力/角度的滑?？刂?

5.9.1問(wèn)題的提出

5.9.2模型的降階

5.9.3控制律的設(shè)計(jì)

5.9.4穩(wěn)定性分析

5.9.5仿真實(shí)例

附錄

參考文獻(xiàn)

第6章基于函數(shù)逼近的機(jī)械手滑?？刂?

6.1基于模型逼近的機(jī)械手RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)滑?？刂?

6.1.1問(wèn)題的提出

6.1.2基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近的滑?？刂?

6.1.3穩(wěn)定性及收斂性分析

6.1.4仿真實(shí)例

6.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)最小參數(shù)學(xué)習(xí)法的機(jī)械手自適應(yīng)控制

6.2.1問(wèn)題的提出

6.2.2基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近的滑?？刂?

6.2.3基于單參數(shù)的自適應(yīng)滑?？刂?

6.2.4仿真實(shí)例

6.3基于模糊補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械手自適應(yīng)模糊滑?？刂?

6.3.1系統(tǒng)描述

6.3.2函數(shù)的模糊逼近

6.3.3基于模糊補(bǔ)償?shù)幕？刂?

6.3.4只對(duì)摩擦進(jìn)行模糊補(bǔ)償?shù)幕？刂?

6.3.5仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第7章基于干擾觀測(cè)器的機(jī)械手滑模控制

7.1基于指數(shù)收斂非線性干擾觀測(cè)器的滑?？刂?

7.1.1系統(tǒng)描述

7.1.2非線性干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)

7.1.3雙關(guān)節(jié)機(jī)械手干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)

7.1.4滑?？刂坡稍O(shè)計(jì)

7.1.5仿真實(shí)例

7.2基于改進(jìn)的指數(shù)收斂非線性干擾觀測(cè)器的滑模控制

7.2.1非線性干擾觀測(cè)器的問(wèn)題描述

7.2.2改進(jìn)的非線性干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)

7.2.3LMI不等式的求解

7.2.4仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第8章柔性機(jī)械手滑?？刂?

8.1柔性機(jī)械手魯棒觀測(cè)器設(shè)計(jì)及分析

8.1.1問(wèn)題描述

8.1.2觀測(cè)器設(shè)計(jì)

8.1.3觀測(cè)器分析

8.1.4仿真結(jié)果

8.2基于魯棒觀測(cè)器的柔性關(guān)節(jié)機(jī)械手滑模控制

8.2.1魯棒觀測(cè)器的設(shè)計(jì)

8.2.2滑?？刂破髟O(shè)計(jì)與分析

8.2.3仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第9章飛行器滑?？刂?

9.1直升機(jī)滑?？刂?

9.1.1直升機(jī)數(shù)學(xué)模型

9.1.2直升機(jī)模型的耦合分析

9.1.3直升機(jī)模型的線性化

9.1.4直升機(jī)的滑?？刂?

9.1.5仿真實(shí)例

9.2基于Huriwtz穩(wěn)定的VTOL飛行器滑?？刂?

9.2.1VTOL系統(tǒng)描述

9.2.2模型轉(zhuǎn)換

9.2.3控制律的設(shè)計(jì)

9.2.4參數(shù)向量M的設(shè)計(jì)

9.2.5仿真實(shí)例

9.3一種簡(jiǎn)單的雙閉環(huán)滑?？刂圃O(shè)計(jì)與分析

9.3.1系統(tǒng)描述

9.3.2雙環(huán)滑?？刂坡傻脑O(shè)計(jì)

9.3.3仿真實(shí)例

9.4航天器姿態(tài)雙閉環(huán)滑模控制

9.4.1航天器姿態(tài)控制模型

9.4.2傳統(tǒng)滑?？刂坡傻脑O(shè)計(jì)

9.4.3雙環(huán)滑?？刂坡傻脑O(shè)計(jì)

9.4.4仿真實(shí)例

9.5基于雙環(huán)設(shè)計(jì)的VTOL飛行器軌跡跟蹤滑?？刂?

9.5.1VTOL模型描述

9.5.2針對(duì)第一個(gè)子系統(tǒng)的控制

9.5.3針對(duì)第二個(gè)子系統(tǒng)的滑?？刂?

9.5.4仿真實(shí)例

9.6四旋翼飛行器的滑?？刂?

9.6.1四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型

9.6.2全驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)控制律的設(shè)計(jì)

9.6.3欠驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)控制律的設(shè)計(jì)

9.6.4仿真實(shí)例

9.7基于內(nèi)外環(huán)的四旋翼飛行器的滑模魯棒控制

9.7.1四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型

9.7.2位置控制律設(shè)計(jì)

9.7.3虛擬姿態(tài)角度的求解

9.7.4姿態(tài)控制律設(shè)計(jì)

9.7.5閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵

9.7.6仿真實(shí)例

9.8四旋翼飛行器軌跡跟蹤自適應(yīng)滑?？刂?

9.8.1四旋翼無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)模型

9.8.2位置跟蹤控制器設(shè)計(jì)

9.8.3姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)

9.8.4仿真實(shí)例

9.9基于解耦算法的VTOL飛行器雙環(huán)軌跡跟蹤滑模控制

9.9.1VTOL模型描述

9.9.2欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解耦算法

9.9.3模型的解耦

9.9.4控制算法的設(shè)計(jì)

9.9.5軌跡跟蹤分析

9.9.6仿真實(shí)例

9.10基于全局穩(wěn)定的VTOL飛行器雙環(huán)軌跡跟蹤滑?？刂?

9.10.1VTOL模型描述

9.10.2動(dòng)態(tài)系統(tǒng)全局漸近穩(wěn)定定理

9.10.3控制算法的設(shè)計(jì)

9.10.4軌跡跟蹤分析

9.10.5仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第10章基于最優(yōu)軌跡規(guī)劃的滑?？刂?

10.1差分進(jìn)化算法

10.1.1差分進(jìn)化算法的提出

10.1.2標(biāo)準(zhǔn)差分進(jìn)化算法

10.1.3差分進(jìn)化算法的基本流程

10.1.4差分進(jìn)化算法的參數(shù)設(shè)置

10.1.5基于差分進(jìn)化算法的函數(shù)優(yōu)化

10.2基于最優(yōu)軌跡規(guī)劃器的滑模控制

10.2.1問(wèn)題的提出

10.2.2樣條插值實(shí)例

10.2.3軌跡規(guī)劃算法介紹

10.2.4最優(yōu)軌跡的設(shè)計(jì)

10.2.5最優(yōu)軌跡的優(yōu)化

10.2.6仿真實(shí)例

參考文獻(xiàn) 2100433B