滑模变结构控制MATLAB仿真PDF电子书下载

目录 1

第1章　绪论 1

1.1　滑模变结构控制简介 1

1.2　变结构控制发展历史 1

1.3　滑模变结构控制基本原理 2

1.4　滑模变结构控制理论的研究方向 4

1.4.1 滑模变结构控制系统的抖振问题 4

3.4.3　位置跟踪控制器的设计 7 5

1.4.2　离散系统滑模变结构控制 9

1.4.3 自适应滑模变结构控制 9

1.4.4　非匹配不确定性系统的滑模变结构控制 10

1.4.5　针对时滞系统的滑模变结构控制 10

1.4.6 非线性系统的滑模变结构控制 10

1.4.7　Terminal滑模变结构控制 11

1.4.8　全鲁棒滑模变结构控制 11

1.4.9　滑模观测器的研究 12

1.4.10　神经滑模变结构控制 12

1.4.11　模糊滑模变结构控制 13

1.4.12　积分滑模变结构控制 13

1.5　滑模变结构控制应用 13

1.5.1　在电机中的应用 13

1.5.5　在伺服系统中的应用 14

1.5.2　在机器人控制中的应用 14

1.5.4　在倒立摆控制中的应用 14

1.5.3　在飞行器控制中的应用 14

参考文献 15

第2章　连续时间系统滑模控制 22

2.1　滑动模态的存在和到达条件 22

2.2　等效控制及滑动模态方程 22

2.2.1 等效控制 22

2.2.2　滑动模态运动方程 23

2.3　滑模变结构控制匹配条件及不变性 23

2.4　滑模控制器设计基本方法 24

2.5.2　仿真实例 25

2.5.1　控制器设计方法 25

2.5　基于比例切换函数的滑模控制 25

2.6 台车式倒立摆的滑模控制 30

2.6.1 台车式倒立摆模型 30

2.6.2　滑模控制器设计 31

2.6.3　仿真实例 31

2.7.1　几种典型的趋近律 35

2.7 用趋近律方法设计滑模控制器 35

2.7.2　基于趋近律的滑模控制 36

2.7.3　基于趋近律的位置跟踪 40

2.8　准滑动模态控制 44

2.8.1　准滑动模态控制原理 44

2.8.2　仿真实例 45

2.9　滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用 50

2.9.1　伺服系统摩擦模型 50

2.9.2　一个典型伺服系统描述 51

2.9.4　仿真实例 52

2.9.3　滑模控制器设计 52

2.10　一种基于上下界的滑模控制器设计 59

2.10.2　滑模控制器设计 59

2.10.1 系统描述 59

2.10.3　仿真实例 60

参考文献 64

第3章　离散时间系统滑模控制 65

3.1　离散滑模控制描述 65

3.2　离散时间滑模控制的特性 65

3.2.1　准滑动模态 65

3.2.2　离散滑模的存在性和可达性 66

3.2.3　离散滑模控制的不变性 66

3.3　基于趋近律的离散滑模控制 67

3.3.1　离散趋近律的设计 67

3.3.2　离散控制律的设计 68

3.3.3　仿真实例 68

3.4.1　控制器设计 71

3.4　基于等效控制的离散滑模控制 71

3.4.2　仿真实例 73

3.4.4　仿真实例 77

3.5　基于趋近律的离散滑模控制位置跟踪 81

3.5.1　控制器设计 81

3.5.2　仿真实例 82

3.6　基于滤波器的趋近律滑模控制 88

3.6.1　Kalman滤波器的设计 88

3.6.2　仿真实例 89

3.7　基于变速趋近律的滑模控制 93

3.7.1　变速趋近律及控制 93

3.7.2　基于组合趋近律的控制 95

3.7.3　仿真实例 96

3.8 自适应离散滑模控制 101

3.8.1　离散指数趋近律控制的抖振分析 101

3.8.2 自适应滑模控制器的设计 102

3.8.3　仿真实例 103

参考文献 108

第4章　模糊滑模控制 109

4.1　常规模糊滑模控制 109

4.1.1 基本原理 109

4.1.2　模糊滑模控制器的设计 109

4.1.3　仿真实例 111

4.2　基于模糊自适应调节的滑模控制 117

4.2.1　模糊自适应调节原理 117

4.2.2　仿真实例 117

4.3　基于模糊切换增益调节的滑模控制 123

4.3.1 系统描述 123

4.3.2　滑模控制器设计 123

4.3.3　模糊控制器设计 124

4.3.4　仿真实例 126

4.4.1 系统描述 141

4.4.2　滑模控制器设计 141

4.4　基于等效控制的模糊滑模控制 141

4.4.3　模糊控制器设计 142

4.4.4　仿真实例 143

4.5　基于线性化反馈的自适应模糊滑模控制 150

4.5.1　线性化反馈方法 150

4.5.2　滑模控制器设计 151

4.5.3 自适应模糊滑模控制器设计 151

4.5.4　仿真实例 153

4.6　基于切换模糊化的自适应模糊滑模控制 161

4.6.1 系统描述 162

4.6.2 自适应模糊滑模控制器设计 162

4.6.3　仿真实例 164

4.7　具有积分滑模面的模糊自适应滑模控制 171

4.7.1 系统描述 171

4.7.2　模糊控制器的设计 172

4.7.3　仿真实例 172

4.8.2 自适应控制算法设计 179

4.8 自适应模糊滑模控制 179

4.8.1　控制器设计 179

4.8.3　仿真实例 181

参考文献 187

第5章　神经滑模控制 188

5.1 RBF神经网络逼近 188

5.1.1 网络结构 188

5.1.2　逼近算法 188

5.1.3　仿真实例 189

5.2　基于RBF神经网络的等效滑模控制 196

5.2.1 系统描述 196

5.2.2　等效控制器设计 196

5.2.3　神经滑模控制器设计 197

5.2.4　仿真实例 198

5.3　RBF神经滑模控制 202

5.3.1　控制器设计 202

5.3.2　仿真实例 203

5.4.1 系统描述 207

5.4 基于RBF网络上界自适应学习的滑模控制 207

5.4.2　控制器的设计 208

5.4.3　仿真实例 211

5.5　基于线性化反馈的神经网络滑模控制 217

5.5.1　线性化反馈方法 217

5.5.2　滑模控制器的设计 218

5.5.3 自适应神经滑模控制器的设计 218

5.5.4　仿真实例 220

5.6 基于RBF网络切换增益调节的滑模控制 226

5.6.1 系统描述 227

5.6.2 固定增益滑模控制器的设计 227

5.6.3 基于RBF网络的增益调节 228

5.6.4　仿真实例 229

参考文献 235

6.1.1 基本原理 236

6.1　一种简单反演控制器的设计 236

第6章　基于反演设计的滑模控制 236

6.1.2　仿真实例 237

6.2 自适应反演滑模控制 240

6.2.1 系统描述 240

6.2.2　Backstepping滑模控制器的设计 241

6.2.3　仿真实例 242

6.2.4 自适应Backstepping滑模控制器的设计 246

6.2.5　仿真实例 247

6.3　基于名义模型的反演滑模控制 251

6.3.1 系统描述 251

6.3.2　控制系统结构 252

6.3.3　名义模型Backstepping控制器的设计 252

6.3.4　实际对象全局滑模控制器的设计 253

6.3.5　仿真实例 255

6.4　移动机器人的滑模轨迹跟踪控制 262

6.4.1　移动机器人运动学模型 262

6.4.3　滑模控制器设计 264

6.4.2　切换函数的设计 264

6.4.4　仿真实例 265

6.5　一种简单的移动机器人变结构控制 276

6.5.1　控制器设计 276

6.5.2　稳定性分析 276

6.5.3　仿真实例 276

参考文献 278

7.1.1　控制器的设计 279

7.1.2　仿真实例 279

7.1　一阶动态滑模控制 279

第7章　动态滑模控制 279

7.2　基于动态切换函数的动态滑模控制 283

7.2.1　控制器的设计 283

7.2.2　仿真实例 285

7.3　基于反演设计的自适应动态滑模控制 289

7.3.1　常规自适应滑模控制器 289

7.3.2　仿真实例 289

7.3.3　反演自适应动态滑模控制 292

7.3.4　仿真实例 294

7.3.5　新型反演自适应动态滑模控制 298

7.3.6　仿真实例 298

参考文献 302

第8章　基于干扰估计的滑模控制 303

8.1　一种简单滑模观测器的设计 303

8.1.1　系统描述 303

8.1.2　仿真实例 303

8.2　基于干扰观测器的连续滑模控制 304

8.2.1 系统描述 305

8.2.2　常规滑模控制器 305

8.2.3　带干扰观测器的滑模控制器 306

8.2.4　仿真实例 307

8.3　基于干扰观测器的离散滑模控制 313

8.3.1　系统描述 313

8.3.2　基于干扰观测器的离散滑模控制器 313

8.3.3　稳定性分析 314

8.3.4　仿真实例 316

8.3.5　基于饱和函数的控制器 319

8.3.6　稳定性分析 320

8.3.7　仿真实例 321

8.4　灰色滑模控制 324

8.4.1　系统描述 325

8.4.2　灰色滑模控制器的设计 325

8.4.3　仿真实例 326

参考文献 332

第9章　Terminal滑模控制 333

9.1 一种高阶MIMO非线性系统的Terminal滑模控制 333

9.1.1　系统描述 333

9.1.2　Terminal滑模控制器设计 333

9.1.3　仿真实例之一：SISO系统的Terminal滑模控制 336

9.1.4　仿真实例之二：MIMO系统的Terminal滑模控制 343

9.2.1 系统描述 352

9.2.2　动态Terminal滑模控制器的设计 352

9.2　动态Terminal滑模控制 352

9.2.3　仿真实例 355

9.3　快速Terminal滑模控制器的设计 360

9.3.1 快速Terminal滑模的设计 360

9.3.2　全局快速滑模控制器的设计 362

9.3.3　全局快速滑模到达时间及稳定性分析 363

9.3.4　仿真实例 364

9.3.6　仿真实例 368

9.3.5　位置跟踪控制器的设计 368

9.3.7　具有鲁棒性的全局快速滑模控制 372

9.3.8　仿真实例 374

9.4　非奇异Terminal滑模控制 379

9.4.1　普通Terminal滑模控制 379

9.4.2　非奇异Terminal滑模控制器的设计 380

9.4.3　仿真实例 381

9.4.4　刚性机器人非奇异Terminal滑模控制 386

9.4.5　仿真实例 388

参考文献 396

第10章　几种新型滑模控制 397

10.1 二阶不确定系统的全局滑模控制 397

10.1.1 系统描述 397

10.1.2　全局滑模切换函数设计 397

10.1.3　控制器设计 398

10.1.4　稳定性分析 398

10.1.5　仿真实例 399

10.2　N阶不确定系统的全局滑模控制 403

10.2.1 系统描述 403

10.2.2　控制器设计 403

10.2.3　稳定性分析 404

10.2.4　仿真实例 408

10.3　基于滤波器的机器人滑模控制 414

10.3.1　机器人动态方程 414

10.3.2　滑模控制器的设计 414

10.3.3　仿真实例之一 416

10.3.4　仿真实例之二 420

10.4　一种基于积分切换函数的自适应滑模控制 427

10.4.1　系统描述 427

10.4.2　积分型切换函数的设计 427

10.4.3　滑模控制器的设计 428

10.4.4　仿真实例 428

10.4.5 自适应滑模控制器的设计 431

10.4.6　仿真实例 432

10.5.2　常规滑模控制器的设计 436

10.5.1 系统描述 436

10.5　基于积分型切换增益的滑模控制 436

10.5.3　具有积分型切换增益的滑模控制器 437

10.5.4　仿真实例 438

10.6　模型参考滑模控制 445

10.6.1 系统描述 445

10.6.2　滑模控制器设计 446

10.6.3　仿真实例 446

参考文献 452