先進PID控製MATLAB仿真（第4版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉金琨　 著

圖書標籤:

• PID控製
• MATLAB
• 仿真
• 控製係統
• 自動控製
• 算法
• 第四版
• 工程控製
• 數學建模
• 信號處理
• 現代控製

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121288463

版次：4

商品編碼：11963130

包裝：平裝

叢書名： 電子工程技術叢書

開本：16開

齣版時間：2016-06-01

用紙：膠版紙

頁數：544

字數：870400

正文語種：中文

內容簡介

全書共分17章，包括基本的PID控製、PID控製器的整定、時滯係統PID控製、基於微分器的PID控製、基於觀測器的PID控製、自抗擾控製器及其PID控製、PD魯棒自適應控製、專傢PID控製和模糊PD控製、神經網絡PID控製、基於差分進化的PID控製、伺服係統PID控製、迭代學習PID控製、撓性及奇異攝動係統的PD控製、機械手PID控製、飛行器雙閉環PD控製、倒立擺係統的控製及GUI動畫演示，以及其他控製方法的設計。每種方法都給齣瞭算法推導、實例分析和相應的MATLAB仿真設計程序。

作者簡介

　　　　劉金琨 遼寜人，1965年生。分彆於1989年7月，1994年3月和1997年3月獲東北大學工學學士、工學碩士和工學博士學位。1997年3月至1998年12月在浙江大學工業控製技術研究所做博士後研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大學從事閤作研究。1999年11月至今在北京航空航天大學自動化學院從事教學與科研工作，現任教授，博士導師。主講《智能控製》、《先進控製係統設計》和《係統辨識》等課程。研究方嚮為控製理論與應用。自從從事研究工作以來，主持國傢自然基金等科研項目10餘項，以*一作者發錶學術論文100餘篇。曾齣版《智能控製》、《機器人控製係統的設計與Matlab仿真》、《滑模變結構控製Matlab仿真》、《RBF神經網絡自適應控製Matlab仿真》、《係統辨識》和《微分器設計與應用—信號濾波與求導》等著作。

目錄

,第1章 基本的PID控製 1
1．1 PID控製原理 1
1．2 連續係統的模擬PID仿真 2
1．2．1 基本的PID控製 2
1．2．2 綫性時變係統的PID控製 8
1．3 數字PID控製 12
1．3．1 位置式PID控製算法 12
1．3．2 連續係統的數字PID控製仿真 13
1．3．3 離散係統的數字PID控製仿真 18
1．3．4 增量式PID控製算法及仿真 25
1．3．5 積分分離PID控製算法及仿真 26
1．3．6 抗積分飽和PID控製算法及仿真 31
1．3．7 梯形積分PID控製算法 34
1．3．8 變速積分PID算法及仿真 34
1．3．9 帶濾波器的PID控製仿真 38
1．3．10 不完全微分PID控製算法及仿真 44
1．3．11 微分先行PID控製算法及仿真 48
1．3．12 帶死區的PID控製算法及仿真 51
1．3．13 基於前饋補償的PID控製算法及仿真 55
1．3．14 步進式PID控製算法及仿真 57
1．3．15 PID控製的方波響應 60
1．3．16 基於卡爾曼濾波器的PID控製 62
1．4 S函數介紹 71
1．4．1 S函數簡介 71
1．4．2 S函數使用步驟 72
1．4．3 S函數的基本功能及重要參數設定 72
1．4．4 實例說明 72
1．5 PID研究新進展 73
參考文獻 73
第2章 PID控製器的整定 75
2．1 概述 75
2．2 基於響應麯綫法的PID整定 75
2．2．1 基本原理 75
2．2．2 仿真實例 76
2．3 基於Ziegler-Nichols的頻域響應PID整定 79
2．3．1 連續Ziegler-Nichols方法的PID整定 79
2．3．2 仿真實例 80
2．3．3 離散Ziegler-Nichols方法的PID整定 83
2．3．4 仿真實例 83
2．4 基於頻域分析的PD整定 87
2．4．1 基本原理 87
2．4．2 仿真實例 87
2．5 基於相位裕度整定的PI控製 89
2．5．1 基本原理 89
2．5．2 仿真實例 92
2．6 基於極點配置的穩定PD控製 94
2．6．1 基本原理 94
2．6．2 仿真實例 95
2．7 基於臨界比例度法的PID整定 97
2．7．1 基本原理 97
2．7．2 仿真實例 98
2．8 一類非綫性整定的PID控製 100
2．8．1 基本原理 100
2．8．2 仿真實例 102
2．9 基於優化函數的PID整定 104
2．9．1 基本原理 104
2．9．2 仿真實例 104
2．10 基於NCD優化的PID整定 106
2．10．1 基本原理 106
2．10．2 仿真實例 106
2．11 基於NCD與優化函數結閤的PID整定 109
2．11．1 基本原理 109
2．11．2 仿真實例 110
2．12 傳遞函數的頻域測試 111
2．12．1 基本原理 111
2．12．2 仿真實例 112
參考文獻 115
第3章 時滯係統的PID控製 116
3．1 單迴路PID控製係統 116
3．2 串級PID控製 116
3．2．1 串級PID控製原理 116
3．2．2 仿真實例 117
3．3 純滯後係統的大林控製算法 121
3．3．1 大林控製算法原理 121
3．3．2 仿真實例 121
3．4 純滯後係統的Smith控製算法 123
3．4．1 連續Smith預估控製 123
3．4．2 仿真實例 125
3．4．3 數字Smith預估控製 127
3．4．4 仿真實例 128
參考文獻 133
第4章 基於微分器的PID控製 134
4．1 基於全程快速微分器的PD控製 134
4．1．1 全程快速微分器 134
4．1．2 仿真實例 134
4．2 基於Levant微分器的PID控製 143
4．2．1 Levant微分器 143
4．2．2 仿真實例 144
參考文獻 155
第5章 基於觀測器的PID控製 156
5．1 基於慢乾擾觀測器補償的PID控製 156
5．1．1 係統描述 156
5．1．2 觀測器設計 156
5．1．3 仿真實例 157
5．2 基於指數收斂乾擾觀測器的PID控製 162
5．2．1 係統描述 163
5．2．2 指數收斂乾擾觀測器的問題提齣 163
5．2．3 指數收斂乾擾觀測器的設計 163
5．2．4 PID控製器的設計及分析 164
5．2．5 仿真實例 164
5．3 基於名義模型乾擾觀測器的PID控製 171
5．3．1 乾擾觀測器基本原理 171
5．3．2 乾擾觀測器的性能分析 172
5．3．3 乾擾觀測器魯棒穩定性 173
5．3．4 低通濾波器Q(s)的設計 175
5．3．5 仿真實例 176
5．4 基於擴張觀測器的PID控製 181
5．4．1 擴張觀測器的設計 181
5．4．2 擴張觀測器的分析 181
5．4．3 仿真實例 184
5．5 基於輸齣延遲觀測器的PID控製 198
5．5．1 係統描述 198
5．5．2 輸齣延遲觀測器的設計 198
5．5．3 仿真實例 199
參考文獻 208
第6章 自抗擾控製器及其PID控製 209
6．1 非綫性跟蹤微分器 209
6．1．1 微分器描述 209
6．1．2 仿真實例 209
6．2 安排過渡過程及PID控製 214
6．2．1 安排過渡過程 214
6．2．2 仿真實例 214
6．3 基於非綫性擴張觀測器的PID控製 220
6．3．1 係統描述 220
6．3．2 非綫性擴張觀測器 220
6．3．3 仿真實例 221
6．4 非綫性PID控製 233
6．4．1 非綫性PID控製算法 233
6．4．2 仿真實例 234
6．5 自抗擾控製 236
6．5．1 自抗擾控製結構 236
6．5．2 仿真實例 237
參考文獻 246
第7章 PD魯棒自適應控製 247
7．1 穩定的PD控製算法 247
7．1．1 問題的提齣 247
7．1．2 PD控製律的設計 247
7．1．3 仿真實例 248
7．2 基於模型的PI魯棒控製 251
7．2．1 問題的提齣 251
7．2．2 PD控製律的設計 251
7．2．3 穩定性分析 252
7．2．4 仿真實例 252
7．3 基於名義模型的機械手PI魯棒控製 256
7．3．1 問題的提齣 256
7．3．2 魯棒控製律的設計 257
7．3．3 穩定性分析 257
7．3．4 仿真實例 258
7．4 基於Anti-windup的PID控製 266
7．4．1 Anti-windup基本原理 266
7．4．2 基於Anti-windup的PID控製 266
7．4．3 仿真實例 267
7．5 基於PD增益自適應調節的模型參考自適應控製 271
7．5．1 問題描述 271
7．5．2 控製律的設計與分析 271
7．5．3 仿真實例 272
參考文獻 280
第8章 模糊PD控製和專傢PID控製 281
8．1 倒立擺穩定的PD控製 281
8．1．1 係統描述 281
8．1．2 控製律設計 281
8．1．3 仿真實例 282
8．2 基於自適應模糊補償的倒立擺PD控製 285
8．2．1 問題描述 285
8．2．2 自適應模糊控製器設計與分析 286
8．2．3 穩定性分析 287
8．2．4 仿真實例 288
8．3 基於模糊規則錶的模糊PD控製 295
8．3．1 基本原理 295
8．3．2 仿真實例 296
8．4 模糊自適應整定PID控製 299
8．4．1 模糊自適應整定PID控製原理 299
8．4．2 仿真實例 301
8．5 專傢PID控製 307
8．5．1 專傢PID控製原理 307
8．5．2 仿真實例 308
參考文獻 310
第9章 神經網絡PID控製 311
9．1 基於單神經元網絡的PID智能控製 311
9．1．1 幾種典型的學習規則 311
9．1．2 單神經元自適應PID控製 311
9．1．3 改進的單神經元自適應PID控製 312
9．1．4 仿真實例 313
9．2 基於二次型性能指標學習算法的單神經元自適應PID控製 316
9．2．1 控製律的設計 316
9．2．2 仿真實例 317
9．3 基於自適應神經網絡補償的PD控製 320
9．3．1 問題描述 320
9．3．2 自適應神經網絡設計與分析 321
9．3．3 仿真實例 323
參考文獻 328
第10章 基於差分進化的PID控製 329
10．1 差分進化算法的基本原理 329
10．1．1 差分進化算法的提齣 329
10．1．2 標準差分進化算法 329
10．1．3 差分進化算法的基本流程 330
10．1．4 差分進化算法的參數設置 331
10．2 基於差分進化算法的函數優化 332
10．3 基於差分進化整定的PD控製 335
10．3．1 基本原理 336
10．3．2 基於差分進化的PD整定 336
10．4 基於摩擦模型辨識和補償的PD控製 340
10．4．1 摩擦模型的在綫參數辨識 340
10．4．2 仿真實例 341
10．5 基於最優軌跡規劃的PID控製 345
10．5．1 問題的提齣 345
10．5．2 一個簡單的樣條插值實例 345
10．5．3 最優軌跡的設計 347
10．5．4 最優軌跡的優化 347
10．5．5 仿真實例 348
參考文獻 354
第11章 伺服係統PID控製 355
11．1 基於Lugre摩擦模型的PID控製 355
11．1．1 伺服係統的摩擦現象 355
11．1．2 伺服係統的LuGre摩擦模型 355
11．1．3 仿真實例 356
11．2 基於Stribeck摩擦模型的PID控製 358
11．2．1 Stribeck摩擦模型描述 358
11．2．2 一個典型伺服係統描述 359
11．2．3 仿真實例 359
11．3 伺服係統三環的PID控製 367
11．3．1 伺服係統三環的PID控製原理 367
11．3．2 仿真實例 368
11．4 二質量伺服係統的PID控製 371
11．4．1 二質量伺服係統的PID控製原理 371
11．4．2 仿真實例 372
11．5 伺服係統的模擬PD+數字前饋控製 375
11．5．1 伺服係統的模擬PD+數字前饋控製原理 375
11．5．2 仿真實例 376
參考文獻 377
第12章 迭代學習PID控製 378
12．1 迭代學習控製方法介紹 378
12．2 迭代學習控製基本原理 378
12．3 基本的迭代學習控製算法 379
12．4 基於PID型的迭代學習控製 379
12．4．1 係統描述 379
12．4．2 控製器設計 379
12．4．3 仿真實例 380
參考文獻 385
第13章 撓性及奇異攝動係統的PD控製 386
13．1 基於輸入成型的撓性機械係統PD控製 386
13．1．1 係統描述 386
13．1．2 控製器設計 386
13．1．3 輸入成型器基本原理 386
13．1．4 仿真實例 388
13．2 基於奇異攝動理論的P控製 393
13．2．1 問題描述 394
13．2．2 模型分解 394
13．2．3 控製律設計 394
13．2．4 仿真實例 395
13．3 柔性機械臂的偏微分方程動力學建模 398
13．3．1 柔性機械臂的控製問題 398
13．3．2 柔性機械臂的偏微分方程建模 398
13．4 柔性機械臂分布式參數邊界控製 402
13．4．1 模型描述 402
13．4．2 邊界PD控製律設計 403
13．4．3 仿真實例 405
參考文獻 412
第14章 機械手PID控製 413
14．1 機械手獨立PD控製 413
14．1．1 控製律設計 413
14．1．2 收斂性分析 413
14．1．3 仿真實例 413
14．2 工作空間中機械手末端軌跡PD控製 417
14．2．1 工作空間直角坐標與關節角位置的轉換 418
14．2．2 機械手在工作空間的建模 419
14．2．3 PD控製器的設計 419
14．2．4 仿真實例 420
14．3 工作空間中機械手末端的阻抗PD控製 426
14．3．1 問題的提齣 426
14．3．2 阻抗模型的建立 427
14．3．3 控製器的設計 428
14．3．4 仿真實例 428
14．4 移動機器人的P+前饋控製 438
14．4．1 移動機器人運動學模型 439
14．4．2 位置控製律設計 439
14．4．3 姿態控製律設計 440
14．4．4 閉環係統的設計關鍵 441
14．4．5 仿真實例 441
參考文獻 448
第15章 飛行器雙閉環PD控製 450
15．1 基於雙環設計的VTOL飛行器軌跡跟蹤PD控製 450
15．1．1 VTOL模型描述 450
15．1．2 針對第一個子係統的控製 451
15．1．3 針對第二個子係統的控製 452
15．1．4 仿真實例 452
15．2 基於內外環的四鏇翼飛行器的PD控製 459
15．2．1 四鏇翼飛行器動力學模型 459
15．2．2 位置控製律設計 460
15．2．3 虛擬姿態角度的求解 461
15．2．4 姿態控製律設計 462
15．2．5 閉環係統的設計關鍵 463
15．2．6 仿真實例 464
參考文獻 473
第16章 小車倒立擺係統的控製及GUI動畫演示 474
16．1 小車倒立擺的H∞控製 474
16．1．1 係統描述 474
16．1．2 H∞控製器要求 475
16．1．3 基於Riccati方程的H∞控製 475
16．1．4 LMI及其MATLAB求解 476
16．1．5 基於LMI的H∞控製 477
16．1．6 仿真實例 477
16．2 單級倒立擺控製係統的GUI動畫演示 485
16．2．1 GUI介紹 485
16．2．2 演示程序的構成 485
16．2．3 主程序的實現 485
16．2．4 演示界麵的GUI設計 486
16．2．5 演示步驟 486
參考文獻 488
第17章 其他控製方法的設計與仿真 489
17．1 單級倒立擺建模 489
17．2 倒立擺PD控製 490
17．2．1 係統描述 490
17．2．2 仿真實例 491
17．3 小車倒立擺的全狀態反饋控製 494
17．3．1 係統描述 494
17．3．2 全狀態反饋控製 494
17．3．3 仿真實例 495
17．4 輸入/輸齣反饋綫性化 503
17．4．1 係統描述 503
17．4．2 控製律設計 503
17．4．3 仿真實例 504
17．5 倒立擺反演控製 507
17．5．1 係統描述 508
17．5．2 控製律設計 508
17．5．3 仿真實例 509
17．6 倒立擺滑模控製 512
17．6．1 問題描述 512
17．6．2 控製律設計 512
17．6．3 仿真實例 513
17．7 自適應魯棒滑模控製 518
17．7．1 問題的提齣 518
17．7．2 自適應控製律的設計 518
17．7．3 仿真實例 519
參考文獻 526

前言/序言

前 言

PID控製是最早發展起來的控製策略之一，由於其算法簡單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應用於過程控製和運動控製中，尤其適用於可建立精確數學模型的確定性控製係統。然而實際工業生産過程往往具有非綫性、時變不確定性，難以建立精確的數學模型，應用常規PID控製器不能達到理想的控製效果，而且在實際生産現場中，由於受到參數整定方法繁雜的睏擾，常規PID控製器參數往往整定不良、性能欠佳，對運行工況的適應性很差。

計算機技術和智能控製理論的發展為復雜動態不確定係統的控製提供瞭新的途徑。采用智能控製技術，可設計智能PID和進行PID的智能整定。

有關智能PID控製等新型PID控製理論及其工程應用，近年來已有大量的論文發錶。作者多年來一直從事智能控製方麵的研究和教學工作，為瞭促進PID控製和自動化技術的進步，反映PID控製設計與應用中的最新研究成果，並使廣大工程技術人員能瞭解、掌握和應用這一領域的最新技術，學會用MATLAB語言進行PID控製器的設計，作者編寫瞭這本書，以拋磚引玉，供廣大讀者學習參考。

本書是在總結作者多年研究成果的基礎上，進一步理論化、係統化、規範化、實用化而成的，其特點如下。

（1）PID控製算法取材新穎，內容先進，重點置於學科交叉部分的前沿研究和介紹一些有潛力的新思想、新方法和新技術，取材著重於基本概念、基本理論和基本方法。

（2）針對每種PID算法給齣瞭完整的MATLAB仿真程序，這些程序都可以在綫運行，並給齣瞭程序的說明和仿真結果。具有很強的可讀性，很容易轉化為其他各種實用語言。

（3）著重從應用領域角度齣發，突齣理論聯係實際，麵嚮廣大工程技術人員，具有很強的工程性和實用性。書中有大量應用實例及其結果分析，為讀者提供瞭有益的藉鑒。

（4）所給齣的各種PID算法完整，程序設計力求簡單明瞭，便於自學和進一步開發。

本書共分17章。第1章介紹連續係統PID控製和離散係統數字PID控製的幾種基本方法，通過仿真和分析進行瞭說明；第2章介紹瞭PID控製器整定的幾種方法；第3章介紹瞭時滯係統的PID控製，包括串級計算機控製係統的PID控製、純滯後控製係統Dahlin算法和基於Smith預估的PID控製；第4章介紹瞭基於微分器的PID控製，包括基於全程快速微分器和基於Levant微分器的PID控製；第5章介紹瞭基於觀測器的PID控製，包括基於乾擾觀測器、擴張觀測器和輸齣延遲觀測器的PID控製；第6章介紹瞭自抗擾控製器及其PID控製，包括非綫性跟蹤微分器、安排過渡過程及PID控製、基於非綫性擴張觀測器的PID控製、非綫性PID控製和自抗擾控製；第7章介紹瞭幾種PID魯棒自適應控製方法，包括一種穩定的PD控製算法、基於模型的PI魯棒控製、基於名義模型的機械手PI魯棒控製、基於Anti-windup的PID抗飽和控製和基於增益自適應調節的模型參考自適應PD控製；第8章介紹瞭專傢PID和模糊PID整定方法，其中模糊PID包括自適應模糊補償的倒立擺PD控製、基於模糊規則錶的模糊PD控製和模糊自適應整定PID控製；第9章介紹瞭神經網絡PID控製，包括基於單神經元網絡的PID控製、基於二次型性能指標學習算法的單神經元自適應PID控製和基於自適應神經網絡補償的倒立擺PD控製；第10章介紹瞭基於差分進化的PID控製，主要包括基於差分進化整定的PID控製和基於差分進化摩擦模型參數辨識的PID控製；第11章介紹瞭伺服係統的PID控製，包括伺服係統在低速摩擦條件下的PID控製、單質量伺服係統PID控製和二質量伺服係統PID控製；第12章介紹瞭迭代學習PID控製，包括迭代學習PID控製基本原理和基本設計方法；第13章介紹瞭撓性及奇異攝動係統的PD控製，包括基於輸入成型的撓性機械係統PD控製和基於奇異攝動理論的P控製；第14章介紹瞭機械手的PID控製，包括機械手獨立PD控製、工作空間中機械手末端軌跡PD控製、工作空間中機械手末端的阻抗PD控製和移動機器人的P控製；第15章介紹瞭飛行器的雙閉環PD控製，包括基於雙環設計的VTOL飛行器軌跡跟蹤PD控製和基於內外環的四鏇翼飛行器的PD控製；第16章介紹瞭倒立擺係統的一種控製方法及GUI動畫演示；第17章介紹瞭其他控製方法，針對每種方法給齣瞭實例說明。

本書是基於MATLAB環境下開發的，各個章節的內容具有很強的獨立性，讀者可以結閤自己的方嚮深入地進行研究。

北京航空航天大學爾聯潔教授在伺服係統設計方麵提齣瞭許多寶貴意見，東北大學徐心和教授、薛定宇教授給予瞭大力支持和幫助，作者在控製係統的分析中，有許多方麵得益於作者與研究生的探討，在此一並錶示感謝。

由於作者水平有限，書中難免存在一些不足和錯誤之處，歡迎廣大讀者批評指正。

劉金琨 　

北京航空航天大學

2016年3月10日

第4版說明

在第3版的基礎上主要增加瞭以下內容：撓性及奇異攝動係統的PD控製、機械手PID控製、飛行器雙閉環PD控製，將第3版第10章“基於遺傳算法整定的PID控製”改為“基於差分進化的PID控製”，並針對第3版中的部分內容進行瞭更新，對書中的某些錯誤進行瞭修改。

《現代精密控製係統設計與MATLAB實現》 內容簡介： 本書聚焦於現代控製理論在工程實踐中的應用，特彆是如何利用MATLAB強大的仿真和分析工具，高效地設計、分析和優化復雜的控製係統。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解並掌握現代控製技術的核心理念，並將其轉化為實際的工程解決方案。 第一部分：現代控製理論基礎與MATLAB建模 本部分將係統梳理現代控製理論的核心概念，並著重介紹如何在MATLAB環境中進行係統建模。我們將從係統的狀態空間描述入手，詳細講解綫性時不變（LTI）係統的建模方法，包括連續時間和離散時間係統的錶示。讀者將學習如何將實際的物理係統（如機械、電氣、熱力係統等）轉化為數學模型，並利用MATLAB的Simulink和Symbolic Math Toolbox等工具進行直觀、高效的建模。 狀態空間分析： 深入探討狀態嚮量、輸入嚮量和輸齣嚮量的定義，以及如何建立係統的狀態方程和輸齣方程。我們將講解傳遞函數與狀態空間錶示之間的轉換，為後續的控製設計奠定基礎。 係統辨識： 對於難以精確建模的復雜係統，本書將介紹基於實驗數據的係統辨識方法。讀者將學習如何通過采集係統輸入輸齣數據，利用MATLAB的System Identification Toolbox來估計係統模型，從而為控製器設計提供可靠的模型依據。 多輸入多輸齣（MIMO）係統建模： 擴展至更廣泛的工程應用，本書將詳細闡述MIMO係統的建模技術，包括如何錶示和處理耦閤的係統動態，為設計能夠同時控製多個輸齣的控製器做好準備。 第二部分：現代控製器的設計原理與MATLAB實現 本部分將深入探討各種現代控製器的設計原理，並結閤MATLAB進行仿真實現。我們將從經典控製理論的思想齣發，逐步引入更先進的控製策略。 極點配置（Pole Placement）： 講解如何通過狀態反饋，將係統的閉環極點配置到期望的位置，從而達到期望的動態性能（如響應速度、穩定性等）。我們將展示如何利用MATLAB的`place`或`acker`函數來實現極點配置。 狀態觀測器設計： 考慮到並非所有狀態變量都能直接測量，本書將詳細介紹狀態觀測器的設計。我們將講解Luenberger觀測器和擴展卡爾曼濾波器（EKF）等類型，以及如何利用MATLAB實現這些觀測器，以估計係統的未知狀態。 綫性二次型調節器（LQR）與綫性二次型高斯（LQG）控製： LQR控製器是一種最優控製方法，它能夠在滿足性能指標的同時，最小化二次型性能指標。本書將深入講解LQR的原理，並展示如何利用MATLAB的`lqr`函數來設計最優狀態反饋控製器。進一步，LQG控製器將係統的不確定性（噪聲）和觀測器誤差納入考慮，實現更魯棒的最優控製，我們將介紹其設計步驟和MATLAB實現。 模型預測控製（MPC）： 作為一種先進的優化控製策略，MPC能夠在每個采樣時刻，利用預測模型，對未來一段時間內的係統行為進行預測，並求解一個優化問題，以確定最優的控製序列。本書將詳細闡述MPC的設計原理，包括預測模型、代價函數、約束條件等，並利用MATLAB的Model Predictive Control Toolbox進行仿真和調優。 第三部分：先進控製策略與魯棒控製 本部分將進一步拓展到更復雜的控製問題，並介紹能夠應對係統不確定性和外部擾動的魯棒控製技術。 滑模控製（Sliding Mode Control, SMC）： SMC是一種非綫性控製策略，具有對模型不確定性和外部擾動不敏感的優點。本書將介紹滑模麵的設計、滑模控製律的構建，以及如何利用MATLAB進行SMC的仿真驗證。 自適應控製（Adaptive Control）： 對於係統參數隨時間變化的係統，自適應控製能夠根據係統性能的反饋，實時調整控製器參數，以維持係統的性能。我們將介紹多種自適應控製算法，如梯度下降法、Lyapunov方法等，並展示如何在MATLAB中實現自適應控製係統。 模糊邏輯控製（Fuzzy Logic Control, FLC）： FLC利用模糊邏輯推理，將人的專傢知識轉化為控製策略。本書將詳細講解模糊化、模糊推理和解模糊的過程，並介紹如何利用MATLAB的Fuzzy Logic Toolbox設計和仿真模糊控製器。 神經網絡控製（Neural Network Control, NNC）： NNC利用神經網絡的強大逼近能力，實現對復雜非綫性係統的控製。我們將介紹不同類型的神經網絡結構，以及如何將神經網絡應用於控製器設計，並利用MATLAB進行仿真。 H-無窮（H-infinity）控製： H-無窮控製是一種性能指標明確的魯棒控製方法，它旨在最小化係統在所有可能的不確定性下，輸齣對輸入的加權範數。本書將詳細講解H-無窮控製的設計理論，並利用MATLAB的Robust Control Toolbox進行H-無窮控製器的設計和分析。 μ-綜閤分析與設計： μ-綜閤分析是一種更精確的魯棒性分析方法，它能夠更有效地評估係統在不確定性模型下的穩定性裕度和性能。本書將介紹μ-綜閤分析的基本概念，以及如何利用MATLAB的Robust Control Toolbox進行μ-綜閤分析和控製器設計。 第四部分：係統分析、仿真與優化 本部分將重點介紹如何利用MATLAB對設計好的控製係統進行全麵而深入的分析，並進行仿真優化。 係統穩定性分析： 詳細講解各種穩定性判據，如Routh-Hurwitz判據、Nyquist判據、根軌跡等，並演示如何利用MATLAB的控製係統工具箱進行可視化分析。 性能指標評估： 介紹各種性能指標，如超調量、上升時間、調節時間、穩態誤差等，並展示如何在MATLAB中進行仿真計算和評估。 魯棒性分析： 除瞭H-無窮控製和μ-綜閤分析，本書還將介紹其他魯棒性評估方法，如參數不確定性下的穩定性分析，以及如何利用MATLAB進行不確定性模型的仿真。 Simulink仿真實踐： Simulink作為MATLAB的圖形化仿真環境，在控製係統設計中發揮著至關重要的作用。本書將通過大量實例，展示如何利用Simulink搭建各種控製係統模型，進行仿真測試，並觀察係統響應。我們將深入講解Simulink中常用的模塊，如傳遞函數模塊、狀態空間模塊、控製器模塊、信號源模塊等，以及如何利用它們構建復雜的控製係統。 代碼生成與硬件部署： 探討如何利用MATLAB/Simulink的代碼生成工具，將仿真模型轉化為C/C++等嵌入式代碼，為實際硬件部署提供便利。 附錄 MATLAB常用命令速查 控製係統設計案例集錦 本書內容豐富，理論與實踐相結閤，通過大量的MATLAB仿真算例，幫助讀者深入理解現代控製理論的精髓，並掌握利用MATLAB進行復雜控製係統設計、分析和優化的實用技能。無論您是從事自動化、機器人、航空航天、過程控製等領域的工程師，還是相關專業的學生，本書都將是您不可多得的參考。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸PID控製，是在本科的自動控製原理課程上，那時腦海裏對PID的理解僅停留在理論公式的層麵，而《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》這本書，卻以一種極其生動的方式，把我從書本的象牙塔裏拉瞭齣來。我記得最清楚的是書中關於增量式PID和位置式PID的對比分析，不僅僅是公式的推導，作者更是通過大量的MATLAB仿真圖例，直觀地展示瞭這兩種方法的區彆和適用場景。特彆是書中對積分飽和和抗積分飽和方法的詳細講解，以及如何通過調整參數來避免這些問題，讓我第一次深刻體會到理論與實踐結閤的魅力。很多教材在講到離散化時，往往是一筆帶過，而這本書卻花瞭相當大的篇幅，從不同的離散化方法，比如前嚮歐拉、後嚮歐拉、梯形公式，一一講解瞭它們的原理、優缺點，並且在MATLAB中進行瞭仿真對比，這對於我這樣的初學者來說，簡直是量身定做的福音。我曾經在自己嘗試搭建一個簡單的電機控製係統時，遇到瞭模型不準確導緻PID控製器效果不佳的問題，當時束手無策。翻閱這本書時，我驚喜地發現瞭關於係統辨識和自適應PID的內容，雖然當時我對係統辨識的瞭解也有限，但書中循序漸進的講解，從模型建立的基本原理到各種辨識算法的介紹，再到如何將辨識結果應用到PID參數整定中，給瞭我很大的啓發。盡管我還沒有完全掌握所有的係統辨識技巧，但這本書為我打開瞭一扇新的大門，讓我看到瞭解決實際工程問題的更多可能性。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電力係統領域工作的技術人員，我發現《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》是一本不可多得的參考書。在電力係統中，穩定性和快速響應是至關重要的，而PID控製在其中扮演著舉足輕重的角色。這本書對PID控製的深入剖析，讓我對如何在實際電力係統應用中優化PID控製器有瞭更深刻的理解。我尤其關注書中關於“抗積分飽和”和“抗微分飽和”的章節。在電力係統的很多應用中，例如自動電壓調節器（AVR）或調速器，由於係統輸入或輸齣的限製，很容易齣現積分飽和現象，導緻控製器性能下降甚至係統不穩定。書中提供的多種抗積分飽和策略，如增量式PID的改進、抗積分飽和反饋等，並輔以MATLAB仿真來驗證其效果，這對於我解決實際工程問題非常有指導意義。另外，書中關於PID控製器在新能源接入（如風電、光伏）中的應用探討，也讓我對如何利用PID控製來提高電網對新能源的接納能力有瞭更直觀的認識。雖然書中沒有直接給齣針對特定新能源設備的控製方案，但其提供的PID控製原理和仿真方法，可以很容易地遷移和應用到我的工作中，為我設計和優化相關控製策略提供瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》絕對是我近期閱讀過的最實用、最有價值的工程類書籍之一。我是一名在工業自動化領域工作多年的工程師，雖然在工作中經常接觸PID控製，但總感覺對一些更深入的理論和高級控製策略掌握不夠紮實。這本書的內容，特彆是關於模型預測控製（MPC）和模糊PID的章節，讓我眼前一亮。我之前一直認為MPC是一種非常復雜的控製算法，難以在實際應用中落地，但書中通過MATLAB仿真，將MPC的設計流程、約束處理以及性能分析都講得非常透徹。通過書中提供的源代碼，我能夠一步步地復現和修改，理解MPC是如何根據係統模型和約束條件來優化控製輸齣的。這一點對於我來說尤為重要，因為在我的工作中，經常會遇到需要考慮輸入輸齣約束的復雜係統，比如化工過程控製或電網調度。而模糊PID的部分，則提供瞭另一種解決非綫性係統和參數不確定性問題的思路。書中詳細講解瞭模糊邏輯控製器的設計，包括隸屬度函數的選擇、模糊規則的製定以及如何將其與PID控製器結閤，實現更智能、更魯棒的控製。我尤其欣賞書中關於如何根據係統特性來設計模糊規則的指導，這比傳統的試湊法要科學高效得多。總的來說，這本書不僅更新瞭我的PID控製理論知識，更重要的是，它為我解決實際工程中的難題提供瞭強大的工具和方法論支持。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠不止於“一本教科書”那麼簡單，它更像是一位經驗豐富的導師，一步步引導讀者探索PID控製的奧秘。《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》的精彩之處在於，它將理論知識與實際操作完美地結閤起來。我是一位喜歡動手實踐的學生，在學習PID控製理論時，總是渴望能夠通過仿真來驗證和加深理解。這本書的MATLAB仿真部分做得非常齣色，幾乎每一個重要的PID控製概念，無論是基礎的P、I、D環節的作用，還是更高級的死區補償、前饋控製，書中都提供瞭完整的MATLAB代碼，並且對代碼的每一部分都進行瞭詳細的解釋。這讓我能夠輕鬆地運行代碼，觀察不同參數設置下係統的響應麯綫，從而直觀地理解PID控製的原理和影響。我曾經在學習“增量式PID”和“位置式PID”時，理論上理解瞭它們的區彆，但通過書中提供的仿真，我能夠清晰地看到它們在實際控製過程中，控製輸齣的計算方式和含義是不同的，這一點對於我理解底層控製邏輯非常有幫助。此外，書中關於“PID控製器性能指標”的講解，如超調量、調節時間、穩態誤差等，並教我如何通過MATLAB的仿真工具來計算和評估這些指標，這讓我能夠更客觀、更量化地評價控製係統的性能，也為我進行係統優化提供瞭明確的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的可以稱得上是PID控製領域的“寶典”！我是一位研究生，正在進行一項與機器人動力學相關的研究，PID控製是其中的關鍵部分。在查找相關文獻的時候，我偶然發現瞭《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》，然後就徹底被它吸引住瞭。與其他書籍不同，這本書的講解非常係統化，從PID控製的基本原理到各種高級控製策略，幾乎涵蓋瞭PID控製的方方麵麵。我特彆喜歡書中關於PID控製器參數整定方法的梳理，比如Ziegler-Nichols方法、臨界比例度法，以及更高級的遺傳算法和粒子群優化算法在PID參數整定中的應用。書中不僅給齣瞭算法的原理，還提供瞭詳細的MATLAB代碼示例，我可以直接運行和修改，這大大節省瞭我自己編寫代碼的時間，也讓我更容易理解這些優化算法是如何工作的。我之前在調試一個多自由度機械臂的關節控製時，遇到瞭參數整定睏難的問題，總是難以找到一組最優參數。這本書中關於遺傳算法和粒子群優化算法在PID參數整定中的應用，為我提供瞭全新的思路。我根據書中的方法，將優化算法與MATLAB仿真結閤，成功地找到瞭更優的PID參數，顯著提升瞭機械臂的跟蹤精度和穩定性。此外，書中關於抗乾擾能力和魯棒性分析的內容，也為我深入理解PID控製器的性能提供瞭更深的認識。

評分☆☆☆☆☆

很好，不錯，寫的好多新知識

評分☆☆☆☆☆

不錯的。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

十分給力

評分☆☆☆☆☆

非常好！有P有I還有D。參考書全麵瞭解一下

評分☆☆☆☆☆

書很好，內容很深，適閤科研工作人員的需要

評分☆☆☆☆☆

還可以 就是有點貴 就看中自營的瞭

評分☆☆☆☆☆

不錯。。。不錯。。。不錯。。。不錯。。。

評分☆☆☆☆☆

經典的書，我需要它的程序

評分☆☆☆☆☆

很好，不錯，寫的好多新知識