滑模變結構控製MATLAB仿真第3版 劉金琨 著 著作 專業辭典專業科技 新華書店正版圖書籍 清華大 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 1

ISBN：9787302413530

商品編碼：28622730622

叢書名： 滑模變結構控製MATLAB仿真(第3版)-先

滑模變結構控製MATLAB仿真

作  者: 劉金琨 著 著作 定  價: 69 齣?版?社: 清華大學齣版社 齣版日期: 2015年12月01日 頁  數: 445 裝  幀: 平裝 ISBN: 9787302413530

內容簡介

本書以MATLAB作為仿真環境，係統地介紹瞭滑模變結構控製的幾種優選的控製方法。本書凝練瞭作者多年來從事控製係統教學和科研工作的經驗，同時融入瞭靠前外同行近年來取得的近期新成果。
本書在第2版的基礎上修改而成，並增加和修改瞭部分內容。全書共分10章，包括欠驅動係統滑模控製、基於觀測器和解耦算法的欠驅動係統滑模控製、控製輸入受限條件下的滑模控製、撓性係統和奇異攝動係統的滑模控製、機械手滑模控製、基於函數逼近的機械手滑模控製、基於乾擾觀測器的機械手滑模控製、柔性機械手滑模控製、飛行器滑模控製、基於很優軌跡規劃的滑模控製。每種控製方法都通過MATLAB仿真程序進行瞭仿真分析。
本書各部分內容既相互聯係又相互獨立，讀者可根據自己需要選擇學習。本書適用於從事生産過程自動化、計算機應用、機械電子和電氣自動化領域工作的工程技術人員閱讀，也可作為普通高等學校自動化、電氣工程、機械工程、儀器......

●第1章欠驅動係統滑模控製
●1.1一類欠驅動係統的滑模控製
●1.1.1係統描述
●1.1.2滑模控製律的設計及分析
●1.1.3位置和速度跟蹤
●1.1.4仿真實例
●1.2基於Hurwitz穩定的欠驅動係統滑模控製
●1.2.1基於Hurwitz穩定的簡單欠驅動係統滑模控製
●1.2.2基於Hurwitz穩定的小車倒立擺係統滑模控製
●1.3一類特殊的欠驅動係統的滑模控製
●1.3.1係統描述
●1.3.2控製問題描述
●1.3.3滑模控製算法設計
●1.3.4收斂性分析
●1.3.5仿真實例
●1.4TORA欠驅動係統的滑模控製
●1.4.1係統描述
●1.4.2模型的通用解耦算法
●1.4.3模型的解耦
●1.4.4滑模控製算法設計......

深入探索自適應控製的奧秘：穩定、魯棒與高效的工程解決方案 在現代工程領域，尤其是在自動控製係統設計中，對係統性能的要求日益嚴苛。係統模型的不確定性、外部環境的乾擾以及參數的動態變化，都給傳統固定參數控製器帶來瞭巨大挑戰。如何在復雜多變的條件下，依然保證係統的穩定性和魯棒性，並實現高效的動態響應，一直是工程師們孜孜以求的目標。本書正是聚焦於這一核心問題，深度剖析瞭“自適應控製”這一強大而靈活的控製理論，旨在為廣大工程技術人員、科研工作者以及相關專業學生提供一套係統、深入且極具實踐指導意義的學習與研究工具。 本書並非對某一特定控製方法的淺嘗輒止，而是以自適應控製為綱，全麵展現其理論框架、核心算法、實現技術以及工程應用。自適應控製的核心思想在於，係統控製器能夠根據被控對象的特性變化或環境擾動的存在，實時地調整其控製參數，從而在整個工作範圍內都能保持良好的控製性能。這與固定參數控製器“一成不變”的局限性形成瞭鮮明對比，使其在處理非綫性、時變、不確定性係統時展現齣無與倫比的優勢。 理論基石：精妙的數學建模與分析 本書的起點是構建堅實的理論基礎。我們首先將係統地介紹自適應控製的數學建模方法，包括如何準確描述具有不確定性或時變特性的動力學係統。這部分內容將涵蓋多種建模技術，例如基於物理模型的辨識方法，以及數據驅動的建模方法，並詳細闡述在不同工程場景下選擇和應用這些方法的考量。 接著，本書將深入探討自適應控製的關鍵理論要素。這包括： 係統穩定性分析： 在控製器參數不斷調整的過程中，如何保證整個閉環係統的穩定性是自適應控製的首要任務。本書將詳細介紹 Lyapunov 穩定性理論在自適應係統分析中的應用，以及如何證明在各種自適應律下係統的漸近穩定性或有限時間穩定性。我們將探討各種穩定性判據，例如 Barbalat 引理、Lyapunov-Krasovskii 函數等，並結閤具體算例進行推導和分析。 參數估計算法： 自適應控製的核心在於實時更新控製器參數，這依賴於精確的參數估計。本書將詳細介紹多種主流的參數估計算法，包括： 梯度下降法及其變種： 講解其基本原理、收斂性分析以及如何選擇閤適的學習率以平衡收斂速度和噪聲抑製能力。 遞推最小二乘法 (RLS)： 闡述其在高維參數估計中的優勢，以及如何處理矩陣求逆的計算復雜度問題。 擴展卡爾曼濾波 (EKF)： 探討其在處理非綫性係統和噪聲乾擾下的參數估計能力，並介紹其在自適應控製中的具體實現。 基於模型的辨識方法： 詳細介紹如何利用係統輸入輸齣數據，通過最小二乘、最大似然等方法辨識係統模型參數。 自適應律的設計： 自適應律決定瞭控製器參數如何根據在綫估計的結果進行調整。本書將係統介紹幾種經典的自適應律，並深入分析它們的優缺點： 門檻自適應律 (Model Reference Adaptive Control, MRAC)： 詳細介紹其基本結構，包括參考模型、誤差信號、參數調整律等，並分析不同參考模型選擇對係統性能的影響。 自校正調節器 (Self-Tuning Regulator, STR)： 解釋其通過在綫辨識係統模型，然後利用辨識結果設計控製器參數的原理，並分析其在 PID 控製器參數整定等方麵的應用。 魯棒自適應控製： 重點介紹如何設計自適應控製器，使其在模型不確定性較大或存在外部乾擾的情況下仍然保持魯棒性。這將涵蓋諸如“死區”機製、信號變換、Lyapunov-Rocha 理論等先進技術。 魯棒性與穩定性綜閤考量： 在實際工程應用中，係統模型往往存在不確定性，並且會受到各種噪聲和擾動的乾擾。本書將重點闡述如何設計能夠同時保證穩定性和魯棒性的自適應控製器。我們將深入探討不確定性對自適應係統穩定性的影響，並介紹如何通過引入魯棒性設計方法來剋服這些挑戰，例如基於範數的魯棒性分析、區間分析等。 核心算法與實現技巧：從理論到實踐的橋梁 本書不僅關注理論的深度，更注重算法的實用性和工程實現的可行性。我們將對各種自適應控製算法進行詳細的解析，並提供清晰的僞代碼和詳細的步驟，以便讀者能夠輕鬆地將其應用於實際問題。 模型參考自適應控製 (MRAC) 的深入剖析： 詳細介紹 MRAC 的各種實現形式，包括直接自適應和間接自適應。我們將深入探討不同參考模型的設計原則，如何選擇閤適的參考模型來滿足性能需求，以及誤差信號的生成與處理。 自校正調節器的應用與擴展： 重點介紹自校正調節器在 PID 控製器參數在綫整定中的應用，以及如何將其擴展到更復雜的控製器結構。我們將分析其在提高係統響應速度、抑製超調等方麵的優勢。 基於神經網絡的自適應控製： 隨著人工智能技術的發展，基於神經網絡的自適應控製已成為一個熱門研究方嚮。本書將介紹如何利用神經網絡的強大逼近能力，構建能夠處理高度非綫性係統的自適應控製器，包括前饋神經網絡、循環神經網絡在自適應控製中的應用，以及相關的訓練算法。 模糊邏輯自適應控製： 模糊邏輯控製以其易於理解和實現的特點，在很多實際係統中得到瞭廣泛應用。本書將介紹如何將模糊邏輯與自適應控製相結閤，構建能夠在綫調整模糊規則和隸屬度函數的自適應模糊控製器，以提高係統的適應性和魯棒性。 基於優化算法的自適應控製： 介紹如何利用遺傳算法、粒子群優化等智能優化算法，在綫調整自適應控製器的參數，以達到更優的控製效果。 工程應用與案例分析：理論指導實踐 再精妙的理論也需要通過實踐來檢驗和升華。本書的另一個重要亮點在於其豐富的工程應用案例分析。我們將精選多個典型工程領域的應用場景，詳細闡述如何將自適應控製理論和算法應用於解決實際問題。 機器人控製： 介紹如何利用自適應控製來補償機器人關節的摩擦、負載變化以及模型參數不確定性，實現高精度的軌跡跟蹤和姿態控製。我們將探討在多自由度機器人係統中，如何設計高效的自適應控製律來應對復雜的動力學耦閤。 航空航天係統： 在飛行器姿態控製、導彈製導等領域，係統模型常常隨飛行狀態而變化。本書將展示自適應控製如何在這些動態變化的復雜環境中，實現精確的跟蹤和控製。例如，在變升阻比的飛行器控製中，自適應控製器如何實時調整控製參數以維持穩定性和操縱性。 化工過程控製： 化工過程往往存在嚴重的非綫性、時滯以及參數漂移。本書將演示自適應控製在反應器溫度控製、産品濃度調節等方麵的應用，如何通過在綫辨識和調整，實現過程的穩定運行和産品質量的優化。 電力係統穩定控製： 在大型電力係統中，負荷波動和發電機的參數變化會對係統穩定性造成影響。本書將介紹自適應控製在電力係統中的應用，例如如何通過自適應控製器來補償電網參數的變化，提高係統的魯棒性和可靠性。 電機驅動與伺服係統： 在各種電機驅動和伺服係統中，負載的變化、摩擦的非綫性都會影響控製精度。本書將展示如何利用自適應控製來提高電機的速度和位置控製精度，實現更平穩、更精確的運動。 MATLAB 仿真與驗證：加速工程落地 理解理論、掌握算法後，如何將其轉化為實際可運行的控製係統至關重要。本書將充分利用 MATLAB 強大的仿真平颱，為讀者提供一套完整的仿真與驗證體係。 MATLAB/Simulink 仿真環境搭建： 詳細介紹如何在 MATLAB/Simulink 環境下搭建自適應控製仿真模型，包括各種模塊的配置和參數設置。 核心算法的 MATLAB 實現： 提供關鍵自適應控製算法的 MATLAB 代碼實現，方便讀者直接調用或進行二次開發。我們將從基礎的參數估計算法到復雜的自適應控製器結構，都給齣清晰的實現示例。 仿真參數調整與性能評估： 指導讀者如何通過調整仿真參數，例如學習率、參考模型參數、魯棒性因子等，來優化自適應控製器的性能。同時，介紹多種性能評估指標，例如積分絕對誤差 (IAE)、積分平方誤差 (ISE)、超調量、調節時間等，並提供相應的 MATLAB 腳本用於自動化評估。 仿真結果分析與解讀： 幫助讀者正確解讀仿真結果，分析自適應控製器在不同工況下的錶現，發現潛在問題並進行優化。我們將引導讀者理解仿真麯綫背後的物理意義，以及如何通過仿真結果來指導實際係統的設計。 硬件在環 (HIL) 仿真初步探討： 簡要介紹 HIL 仿真的概念及其在自適應控製係統驗證中的重要性，為讀者進一步深入研究提供指引。 麵嚮讀者群體： 本書麵嚮的讀者群體廣泛，包括但不限於： 自動化、電氣工程、機械工程、航空航天工程、控製科學與工程等專業的本科生和研究生： 為他們提供深入理解自適應控製理論、掌握核心算法、熟悉 MATLAB 仿真技術的係統性學習材料。 從事工業自動化、機器人、航空航天、新能源、過程控製等領域的工程技術人員： 為他們提供解決實際工程問題、提升係統性能的先進控製技術方案。 緻力於自適應控製、魯棒控製、非綫性控製等領域的研究人員： 為他們提供理論研究的堅實基礎、算法實現的工具以及前沿研究方嚮的啓發。 總結： 本書是一部關於自適應控製的集大成之作，它不僅是對自適應控製理論的深度挖掘，更是對工程實踐的有力支撐。通過係統性的理論講解、詳實的算法解析、豐富的工程案例以及實用的 MATLAB 仿真指導，本書將幫助讀者全麵掌握自適應控製的核心精髓，並將其應用於解決各種復雜的工程挑戰，最終實現更穩定、更魯棒、更高效的工程控製係統。無論您是初學者還是資深工程師，本書都將是您探索自適應控製領域的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

第一次接觸滑模變結構控製，完全是齣於我對控製理論領域前沿技術的濃厚興趣，劉金琨老師這本《滑模變結構控製MATLAB仿真第3版》的赫赫大名更是讓我心生嚮往。盡管我目前的研究方嚮並非直接聚焦於此，但瞭解到該技術在航空航天、機器人、電力係統等領域擁有廣泛的應用前景，我就迫切希望能一窺其究竟。尤其聽說這本書有詳細的MATLAB仿真實例，這對我這個工程實踐者來說，無疑是巨大的福音。我期待的不僅僅是理論的深度解析，更是那些能夠轉化為實際操作的代碼和方法。希望這本書能幫我建立起對滑模控製的初步認知，理解其核心思想——如何通過“滑模”來處理模型不確定性和外部擾動，從而實現係統的魯棒性。當然，我也明白，一本如此專業的書籍，的學習麯綫不會是一帆風順的，但我相信，通過細緻的閱讀和大量的仿真實踐，我一定能逐步掌握這項強大的控製技術，並將其潛在應用到我感興趣的領域中，為解決實際工程問題提供新的思路和方法。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我對一些“硬核”的控製理論都充滿瞭好奇，尤其是在讀到一些關於其在復雜係統中的應用案例時，更是激發瞭我深入瞭解的欲望。劉金琨老師的《滑模變結構控製MATLAB仿真第3版》在我看來，不僅僅是一本教科書，更像是一扇通往更深層控製世界的大門。我本人雖然不是控製理論的專業研究者，但對算法的邏輯和實現原理有著濃厚的興趣。我期望這本書能夠用一種清晰易懂的方式，將滑模控製那些看似抽象的數學概念，轉化為能夠被理解和應用的邏輯。特彆是“MATLAB仿真”這個關鍵詞，對我這樣喜歡動手實踐的人來說，是最大的吸引力。我希望能看到書中詳盡的仿真步驟，從模型建立到控製器設計，再到參數整定，能夠一步步指導我完成一個完整的滑模控製仿真項目。我相信，通過這樣的學習方式，我不僅能夠理解滑模控製的精髓，更能夠掌握利用MATLAB對復雜係統進行仿真分析的技巧，為我未來的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

在接觸到《滑模變結構控製MATLAB仿真第3版》這本書之前，我一直對如何處理不確定性和乾擾項下的係統穩定性感到睏惑。我的工作領域經常會遇到各種意想不到的擾動，而傳統的PID控製似乎總有其局限性。滑模變結構控製所強調的“魯棒性”和“固定時間收斂”的概念，對我來說具有極大的吸引力。我希望這本書能夠深入淺齣地講解滑模控製的核心思想，比如如何設計滑模麵，如何生成等效控製，以及如何剋服抖振問題。更讓我期待的是，書中詳細的MATLAB仿真部分。我迫切希望能夠通過具體的例子，學習如何在MATLAB環境中搭建滑模控製器，如何對不同參數進行仿真實驗，以及如何評估控製器的性能指標，例如收斂速度、穩態誤差和對外部擾動的抑製能力。我相信，通過這本書的學習，我不僅能從理論上掌握滑模控製的精髓，更能獲得一套切實可行的仿真實踐指南，從而將這項先進的控製技術應用到實際的工程問題中，解決那些曾經讓我頭疼的控製難題，提升係統的穩定性和可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我對《滑模變結構控製MATLAB仿真第3版》的期待，更多是源於對“通用性”和“先進性”的追求。我的專業背景涉及的領域廣泛，從工業自動化到新能源係統，很多場景都麵臨著模型復雜、參數時變、外部乾擾嚴重等挑戰。滑模變結構控製以其“魯棒性”和“抗乾擾”的特性，一直是我關注的焦點。這本書的“第3版”以及“MATLAB仿真”的字樣，預示著它不僅具備理論的深度，更能提供實踐的指導，這對我來說至關重要。我希望通過閱讀這本書，能夠掌握一套係統性的滑模控製設計方法，理解不同類型滑模麵（如綫性、非綫性）的設計原則，以及如何根據具體的應用場景選擇最優的控製策略。更重要的是，我期待這本書中的MATLAB仿真部分，能提供清晰的代碼示例，指導我如何實現各種滑模控製算法，包括但不限於高階滑模、自適應滑模等，並能夠進行詳細的性能評估和參數優化。我相信，掌握瞭這些，我將能為不同領域的控製係統提供更可靠、更高效的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在控製工程領域摸爬滾打多年的老兵，我見過太多理論書籍，也寫過不少仿真代碼。劉金琨老師的《滑模變結構控製MATLAB仿真第3版》在我看來，更像是一本凝聚瞭豐富實踐經驗的“秘籍”。我對手寫的公式和理論推導並不陌生，但真正讓我感興趣的是，如何將這些精妙的理論轉化為穩定可靠的係統。滑模控製之所以吸引我，是因為它在麵對模型不確定性時的“硬核”錶現，這在實際工程中，尤其是在復雜動態環境下，是很多傳統控製方法難以企及的。我非常期待這本書能提供一些“接地氣”的仿真案例，展示如何在MATLAB中一步步搭建滑模控製器，如何調試參數以達到最佳的控製效果，以及如何分析仿真結果來驗證理論的有效性。我相信，通過這本書，我不僅能深化對滑模控製原理的理解，更能獲得一套切實可行的仿真工具和方法論，從而在未來的項目設計中，能夠更加自信地引入滑模控製技術，提升係統的性能和魯棒性，甚至解決一些長期睏擾我的技術難題。