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目錄:
第1章 數字PID控制12
1.1 PID控制原理12
1.2 連續系統的模擬PID仿真13
1.2.1 基本的PID控制13
1.2.2 線性時變系統的PID控制18
1.3 數字PID控制21
1.3.1 位置式PID控制算法21
1.3.2 連續系統的數字PID控制仿真22
1.3.3 離散系統的數字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 帶死區的PID控制算法及仿真62
1.3.13 基于前饋補償的PID控制算法及仿真66
1.3.14 步進式PID控制算法及仿真69
1.3.15 PID控制的方波響應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82
2.1 單回路PID控制系統82
2.2 串級PID控制82
2.2.1 串級PID控制原理82
2.2.2 仿真程序及分析83
2.3 純滯后系統的大林控制算法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 純滯后系統的Smith控制算法89
2.4.1 連續Smith行預估控制90
2.4.2 仿真程序及分析91
2.4.3 數字Smith行預估控制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 一個典型的模糊控制器的設計113
3.2.1 模糊控制的基本原理113
3.2.2 模糊控制器設計步驟115
3.2.3 模糊控制器設計實例117
3.2.4 模糊控制位置跟蹤121
3.3 模糊自適應整定PID控制126
3.3.1 模糊自適應整定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PID控制164
4.1 基于單神經元網絡的PID智能控制164
4.1.1 幾種典型的學習規則164
4.1.2 單神經元自適應PID控制164
4.1.3 改進的單神經元自適應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學習算法的單神經元自適應PID控制169
4.1.6 仿真程序及分析170
4.2 基于BP神經網絡整定的PID控制173
4.2.1 基于BP神經網絡的PID整定原理173
4.2.2 仿真程序及分析176
4.3 基于RBF神經網絡整定的PID控制181
4.3.1 RBF神經網絡模型181
4.3.2 RBF網絡PID整定原理183
4.3.3 仿真程序及分析183
4.4 基于RBF神經網絡辨識的單神經元PID模型參考自適應控制189
4.4.1 神經網絡模型參考自適應控制原理189
4.4.2 仿真程序及分析189
4.5 基于CMAC(神經網絡)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網絡的PID模型參考自適應控制208
4.7.1 系統描述208
4.7.2 基于Hopfield網絡的控制器優化209
4.7.3 仿真程序及分析211
4.8 基于模糊RBF網絡整定的PID控制214
4.8.1 模糊神經網絡結構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 遺傳算法的優化設計222
5.2.1 遺傳算法的構成要素222
5.2.2 遺傳算法的應用步驟222
5.3 遺傳算法求函數極大值223
5.3.1 二進制編碼遺傳算法求函數極大值223
5.3.2 仿真程序225
5.3.3 實數編碼遺傳算法求函數極大值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 基于實數編碼遺傳算法的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辨識的PID控制250
5.5.1 辨識原理及仿真實例250
5.5.2 仿真程序252
第6章 先進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 單神經元PID控制265
6.2.1 單神經元PID控制原理265
6.2.2 仿真程序及分析265
6.2.3 多變量單神經元PID控制的Simulink仿真269
6.3 基于DRNN神經網絡整定的PID控制274
6.3.1 基于DRNN神經網絡參數自學習PID控制原理274
6.3.2 DRNN神經網絡的Jacbian信息辨識276
6.3.3 仿真程序及分析277
第7章 幾種先進PID控制方法286
7.1 基于干擾觀測器的PID控制286
7.1.1 干擾觀測器設計原理286
7.1.2 連續系統的控制仿真288
7.1.3 離散系統的控制仿真290
7.2 非線性系統的PID魯棒控制295
7.2.1 基于NCD優化的非線性優化PID控制295
7.2.2 基于NCD與優化函數結合的非線性優化PID控制297
7.3 一類非線性PID控制器設計299
7.3.1 非線性控制器設計原理299
7.3.2 仿真程序及分析300
7.4 基于重復控制補償的高精度PID控制305
7.4.1 重復控制原理305
7.4.2 基于重復控制補償的PID控制305
7.4.3 仿真程序及分析306
7.5 基于零相差前饋補償的PID控制311
7.5.1 零相差控制原理311
7.5.2 基于零相差前饋補償的PID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 單級倒立擺的PID控制334
7.7.1 單級倒立擺建模334
7.7.2 單級倒立擺控制336
7.7.3 仿真程序及分析336
7.8 吊車
雙擺系統的控制341
7.8.1 吊車
雙擺系統的建模341
7.8.2 吊車
雙擺系統的仿真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增益自適應調節的模型參考自適應控制354
7.10.1 控制器的設計354
7.10.2 穩定性分析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 生成數列360
8.1.2 GM模型361
8.2 干擾信號的灰色估計361
8.2.1 灰色估計的理論基礎361
8.2.2 仿真實例364
8.3 灰色PID控制366
8.3.1 灰色PID控制的理論基礎366
8.3.2 連續系統灰色PID控制367
8.3.3 仿真程序及分析369
8.3.4 離散系統灰色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 連續系統灰色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 伺服系統的摩擦現象389
9.1.2 伺服系統的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 一個典型伺服系統描述396
9.2.3 仿真程序及分析396
9.3 伺服系統三環的PID控制407
9.3.1 伺服系統三環的PID控制原理407
9.3.2 仿真程序及分析408
9.4 二質量伺服系統的PID控制413
9.4.1 二質量伺服系統的PID控制原理413
9.4.2 仿真程序及分析414
9.5 伺服系統的模擬PD+數字前饋控制418
9.5.1 伺服系統的模擬PD十數字前饋控制原理418
9.5.2 仿真程序及分析419
第10章 機器人的PID控制422
10.1 確定性單臂機械手的PD+前饋控制422
10.1.1 單臂機械手的運動方程422
10.1.2 控制器的設計422
10.1.3 仿真程序及分析422
10.2 不確定性單臂機械手的PD+前饋控制427
10.2.1 不確定性單臂機械手的運動方程427
10.2.2 仿真程序及分析428
10.3 不確定性單臂機械手的PD魯棒控制430
10.3.1 控制器設計430
10.3.2 穩定性分析430
10.3.3 仿真程序及分析433
10.4 基于PD的N關節機器人控制436
10.4.1 N關節機器人運動方程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 機器人的魯棒自適應PD控制442
10.5.1 機器人動力學模型及其結構特性442
10.5.2 控制器的設計443
10.5.3 仿真程序及分析447
第11章 PID實時控制的C++語言設計及應用460
11.1 M語言的C++轉化460
11.2 基于C++的三軸飛行模擬轉臺伺服系統PID實時控制463
11.2.1 控制系統構成463
11.2.2 實時控制程序分析464
11.2.3 仿真程序及分析467
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