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目錄:
第1章 數(shù)字PID控制12
1.1 PID控制原理12
1.2 連續(xù)系統(tǒng)的模擬PID仿真13
1.2.1 基本的PID控制13
1.2.2 線性時(shí)變系統(tǒng)的PID控制18
1.3 數(shù)字PID控制21
1.3.1 位置式PID控制算法21
1.3.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字PID控制仿真22
1.3.3 離散系統(tǒng)的數(shù)字PID控制仿真27
1.3.4 增量式PID控制算法及仿真34
1.3.5 積分分離PID控制算法及仿真36
1.3.6 抗積分飽和PID控制算法及仿真40
1.3.7 梯形積分PID控制算法44
1.3.8 變速積分PID算法及仿真44
1.3.9 帶濾波器的PID控制仿真47
1.3.10 不完全微分PID控制算法及仿真54
1.3.11 微分先行PID控制算法及仿真58
1.3.12 帶死區(qū)的PID控制算法及仿真62
1.3.13 基于前饋補(bǔ)償?shù)腜ID控制算法及仿真66
1.3.14 步進(jìn)式PID控制算法及仿真69
1.3.15 PID控制的方波響應(yīng)72
1.3.16 一種離散微分
跟蹤器76
第2章 常用的PID控制系統(tǒng)82
2.1 單回路PID控制系統(tǒng)82
2.2 串級(jí)PID控制82
2.2.1 串級(jí)PID控制原理82
2.2.2 仿真程序及分析83
2.3 純滯后系統(tǒng)的大林控制算法87
2.3.1 大林控制算法原理87
2.3.2 仿真程序及分析87
2.4 純滯后系統(tǒng)的Smith控制算法89
2.4.1 連續(xù)Smith行預(yù)估控制90
2.4.2 仿真程序及分析91
2.4.3 數(shù)字Smith行預(yù)估控制92
2.4.4 仿真程序及分析92
2.5 基于Ziegler
Nichols方法的PID整定97
2.5.1 連續(xù)Ziegler
Nichols方法的PID整定97
2.5.2 仿真程序及分析97
2.5.3 離散Ziegler
Nichols方法的PID整定100
2.5.4 仿真程序及分析101
第3章 專家PID控制和模糊PID控制105
3.1 專家PID控制105
3.1.1 專家PID控制原理105
3.1.2 仿真程序及分析106
3.2 一個(gè)典型的模糊控制器的設(shè)計(jì)113
3.2.1 模糊控制的基本原理113
3.2.2 模糊控制器設(shè)計(jì)步驟115
3.2.3 模糊控制器設(shè)計(jì)實(shí)例117
3.2.4 模糊控制位置跟蹤121
3.3 模糊自適應(yīng)整定PID控制126
3.3.1 模糊自適應(yīng)整定PID控制原理126
3.3.2 仿真程序及分析129
3.4 模糊免疫PID控制算法140
3.4.1 模糊免疫PID控制算法原理140
3.4.2 仿真程序及分析141
3.5 基于Sugeno的模糊控制145
3.5.1 Sugeno模糊模型145
3.5.2 Sugeno模糊模型的建立146
3.5.3 基于Sugeno的倒立擺模糊控制148
3.6 基于控制規(guī)則表的模糊PD控制157
3.6.1 模糊控制器的原理157
3.6.2 仿真程序及分析157
第4章 神經(jīng)PID控制164
4.1 基于單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的PID智能控制164
4.1.1 幾種典型的學(xué)習(xí)規(guī)則164
4.1.2 單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制164
4.1.3 改進(jìn)的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制165
4.1.4 仿真程序及分析165
4.1.5 基于二次型性能指標(biāo)學(xué)習(xí)算法的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制169
4.1.6 仿真程序及分析170
4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定的PID控制173
4.2.1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID整定原理173
4.2.2 仿真程序及分析176
4.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定的PID控制181
4.3.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型181
4.3.2 RBF網(wǎng)絡(luò)PID整定原理183
4.3.3 仿真程序及分析183
4.4 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)的單神經(jīng)元PID模型參考自適應(yīng)控制189
4.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制原理189
4.4.2 仿真程序及分析189
4.5 基于CMAC(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))與PID的并行控制194
4.5.1 CMAC概述194
4.5.2 一種典型CMAC算法及其仿真195
4.5.3 仿真程序及分析197
4.5.4 CMAC與PID復(fù)合控制算法199
4.5.5 仿真程序及分析200
4.6 CMAC與PID并行控制的Simulink仿真204
4.6.1 Simulink仿真方法204
4.6.2 仿真程序及分析204
4.7 基于Hopfield網(wǎng)絡(luò)的PID模型參考自適應(yīng)控制208
4.7.1 系統(tǒng)描述208
4.7.2 基于Hopfield網(wǎng)絡(luò)的控制器優(yōu)化209
4.7.3 仿真程序及分析211
4.8 基于模糊RBF網(wǎng)絡(luò)整定的PID控制214
4.8.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)214
4.8.2 仿真程序及分析216
第5章 基于遺傳算法整定的PID控制221
5.1 遺傳算法的基本原理221
5.2 遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)222
5.2.1 遺傳算法的構(gòu)成要素222
5.2.2 遺傳算法的應(yīng)用步驟222
5.3 遺傳算法求函數(shù)極大值223
5.3.1 二進(jìn)制編碼遺傳算法求函數(shù)極大值223
5.3.2 仿真程序225
5.3.3 實(shí)數(shù)編碼遺傳算法求函數(shù)極大值227
5.3.4 仿真程序229
5.4 基于遺傳算法的PID整定231
5.4.1 基于遺傳算法的PID整定原理232
5.4.2 基于實(shí)數(shù)編碼遺傳算法的PID整定234
5.4.3 仿真程序235
5.4.4 基于二進(jìn)制編碼遺傳算法的PID整定239
5.4.5 仿真程序240
5.4.6 基于自適應(yīng)在線遺傳算法整定的PID控制244
5.4.7 仿真程序246
5.5 基于遺傳算法摩擦模型參數(shù)辨識(shí)的PID控制250
5.5.1 辨識(shí)原理及仿真實(shí)例250
5.5.2 仿真程序252
第6章 先進(jìn)PID多變量控制258
6.1 PID多變量控制258
6.1.1 PID控制原理258
6.1.2 仿真程序及分析258
6.1.3 多變量PID控制的Simulink仿真261
6.2 單神經(jīng)元PID控制265
6.2.1 單神經(jīng)元PID控制原理265
6.2.2 仿真程序及分析265
6.2.3 多變量單神經(jīng)元PID控制的Simulink仿真269
6.3 基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定的PID控制274
6.3.1 基于DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)自學(xué)習(xí)PID控制原理274
6.3.2 DRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Jacbian信息辨識(shí)276
6.3.3 仿真程序及分析277
第7章 幾種先進(jìn)PID控制方法286
7.1 基于干擾觀測(cè)器的PID控制286
7.1.1 干擾觀測(cè)器設(shè)計(jì)原理286
7.1.2 連續(xù)系統(tǒng)的控制仿真288
7.1.3 離散系統(tǒng)的控制仿真290
7.2 非線性系統(tǒng)的PID魯棒控制295
7.2.1 基于NCD優(yōu)化的非線性優(yōu)化PID控制295
7.2.2 基于NCD與優(yōu)化函數(shù)結(jié)合的非線性優(yōu)化PID控制297
7.3 一類非線性PID控制器設(shè)計(jì)299
7.3.1 非線性控制器設(shè)計(jì)原理299
7.3.2 仿真程序及分析300
7.4 基于重復(fù)控制補(bǔ)償?shù)母呔萈ID控制305
7.4.1 重復(fù)控制原理305
7.4.2 基于重復(fù)控制補(bǔ)償?shù)腜ID控制305
7.4.3 仿真程序及分析306
7.5 基于零相差前饋補(bǔ)償?shù)腜ID控制311
7.5.1 零相差控制原理311
7.5.2 基于零相差前饋補(bǔ)償?shù)腜ID控制312
7.5.3 仿真程序及分析313
7.6 基于卡爾曼濾波器的PID控制325
7.6.1 卡爾曼濾波器原理325
7.6.2 仿真程序及分析326
7.6.3 基于卡爾曼濾波器的PID控制331
7.6.4 仿真程序及分析332
7.7 單級(jí)倒立擺的PID控制334
7.7.1 單級(jí)倒立擺建模334
7.7.2 單級(jí)倒立擺控制336
7.7.3 仿真程序及分析336
7.8 吊車
雙擺系統(tǒng)的控制341
7.8.1 吊車
雙擺系統(tǒng)的建模341
7.8.2 吊車
雙擺系統(tǒng)的仿真342
7.9 基于Anti
windup的PID控制347
7.9.1 Anti
windup的基本原理347
7.9.2 仿真程序及分析348
7.10 基于PD增益自適應(yīng)調(diào)節(jié)的模型參考自適應(yīng)控制354
7.10.1 控制器的設(shè)計(jì)354
7.10.2 穩(wěn)定性分析355
7.10.3 仿真程序及分析356
第8章 灰色PID控制360
8.1 灰色控制原理360
8.1.1 生成數(shù)列360
8.1.2 GM模型361
8.2 干擾信號(hào)的灰色估計(jì)361
8.2.1 灰色估計(jì)的理論基礎(chǔ)361
8.2.2 仿真實(shí)例364
8.3 灰色PID控制366
8.3.1 灰色PID控制的理論基礎(chǔ)366
8.3.2 連續(xù)系統(tǒng)灰色PID控制367
8.3.3 仿真程序及分析369
8.3.4 離散系統(tǒng)灰色PID控制373
8.3.5 仿真程序及分析374
8.4 灰色PID的位置跟蹤378
8.4.1 連續(xù)系統(tǒng)灰色PID位置跟蹤378
8.4.2 仿真程序及分析380
8.4.3 離散系統(tǒng)灰色PID位置跟蹤383
8.4.4 仿真程序及分析385
第9章 伺服系統(tǒng)PID控制389
9.1 基于Lugre摩擦模型的PID控制389
9.1.1 伺服系統(tǒng)的摩擦現(xiàn)象389
9.1.2 伺服系統(tǒng)的Lugre摩擦模型389
9.1.3 仿真程序及分析390
9.2 基于Stribeck摩擦模型的PID控制395
9.2.1 Stribeck摩擦模型描述395
9.2.2 一個(gè)典型伺服系統(tǒng)描述396
9.2.3 仿真程序及分析396
9.3 伺服系統(tǒng)三環(huán)的PID控制407
9.3.1 伺服系統(tǒng)三環(huán)的PID控制原理407
9.3.2 仿真程序及分析408
9.4 二質(zhì)量伺服系統(tǒng)的PID控制413
9.4.1 二質(zhì)量伺服系統(tǒng)的PID控制原理413
9.4.2 仿真程序及分析414
9.5 伺服系統(tǒng)的模擬PD+數(shù)字前饋控制418
9.5.1 伺服系統(tǒng)的模擬PD十?dāng)?shù)字前饋控制原理418
9.5.2 仿真程序及分析419
第10章 機(jī)器人的PID控制422
10.1 確定性單臂機(jī)械手的PD+前饋控制422
10.1.1 單臂機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方程422
10.1.2 控制器的設(shè)計(jì)422
10.1.3 仿真程序及分析422
10.2 不確定性單臂機(jī)械手的PD+前饋控制427
10.2.1 不確定性單臂機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方程427
10.2.2 仿真程序及分析428
10.3 不確定性單臂機(jī)械手的PD魯棒控制430
10.3.1 控制器設(shè)計(jì)430
10.3.2 穩(wěn)定性分析430
10.3.3 仿真程序及分析433
10.4 基于PD的N關(guān)節(jié)機(jī)器人控制436
10.4.1 N關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程437
10.4.2 PD控制437
10.4.3 PD控制+前饋控制437
10.4.4 PD控制+修正前饋控制437
10.4.5 仿真程序及分析437
10.5 機(jī)器人的魯棒自適應(yīng)PD控制442
10.5.1 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型及其結(jié)構(gòu)特性442
10.5.2 控制器的設(shè)計(jì)443
10.5.3 仿真程序及分析447
第11章 PID實(shí)時(shí)控制的C++語言設(shè)計(jì)及應(yīng)用460
11.1 M語言的C++轉(zhuǎn)化460
11.2 基于C++的三軸飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái)伺服系統(tǒng)PID實(shí)時(shí)控制463
11.2.1 控制系統(tǒng)構(gòu)成463
11.2.2 實(shí)時(shí)控制程序分析464
11.2.3 仿真程序及分析467
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