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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 二自由度控制原理和典型控制结构 3

1.2.1 二自由度控制原理 3

1.2.2 二自由度控制的典型结构 5

1.3 二自由度控制方法的研究进展 7

1.3.1 二自由度PID控制 7

1.3.2 基于H∞优化理论的二自由度控制 9

1.3.3 时滞系统的二自由度控制 11

1.3.4 基于智能控制理论的二自由度控制 15

第2章 基于内模控制原理的二自由度PID控制 18

2.1 引言 18

2.2 内模控制 20

2.2.1 内模控制原理 20

2.2.2 内模控制的主要特性 21

2.2.3 内模控制器的设计 22

2.2.4 内模控制的鲁棒性分析 24

2.3 过程控制对象的二自由度PID控制 25

2.3.1 二自由度PID控制器设计 26

2.3.2 系统的性能和鲁棒性 31

2.3.3 仿真研究 33

2.4 运动控制对象的二自由度PID控制 35

2.4.1 交流永磁同步电动机传动系统的数学模型 36

2.4.2 二自由度PID控制器设计 38

2.4.3 仿真研究 41

第3章 大时滞过程的二自由度Smith预估控制 44

3.1 引言 44

3.2 常规的Smith预估控制 45

3.3 二自由度Smith预估控制结构 47

3.4 控制器设计 48

3.4.1 设定值跟随控制器设计 48

3.4.2 干扰抑制控制器设计 50

3.4.3 鲁棒性分析 51

3.5 仿真研究 53

第4章 复杂动态过程对象的二自由度控制 57

4.1 引言 57

4.2 具有时滞的开环不稳定过程对象的二自由度控制 61

4.2.1 二自由度控制器设计 61

4.2.2 系统的性能与鲁棒性 65

4.2.3 仿真研究 67

4.3 反向响应过程对象的二自由度控制 72

4.3.1 反向响应过程对象的基本特性 73

4.3.2 二自由度控制器的设计 74

4.3.3 仿真研究 75

第5章 串级控制系统的二自由度控制 78

5.1 引言 78

5.2 串联式串级控制系统的二自由度控制 80

5.2.1 副回路控制器设计 81

5.2.2 主回路控制器设计 83

5.2.3 设计实例和性能分析 86

5.2.4 仿真研究 90

5.3 并联式串级控制系统的二自由度控制 93

5.3.1 二自由度控制器设计 94

5.3.2 设计实例和性能分析 96

5.3.3 仿真研究 98

第6章 基于PSO的二自由度PID控制器优化设计 101

6.1 引言 101

6.2 微粒群优化（PSO）算法 103

6.2.1 PSO算法原理 103

6.2.2 PSO算法流程 104

6.3 设定值滤波型二自由度PID控制器优化设计 105

6.3.1 设定值滤波型二自由度PID控制器 105

6.3.2 控制器参数优化设计 107

6.3.3 仿真研究 109

64 设定值前馈型二自由度PID控制器优化设计 111

6.4.1 设定值前馈型二自由度PID控制器 111

6.4.2 控制器参数优化设计 112

6.4.3 仿真研究 113

第7章 交流伺服系统的鲁棒二自由度控制 115

7.1 引言 115

7.2 鲁棒二自由度控制结构 116

7.3 滑模变结构控制器的设计 118

7.3.1 滑平面的设计 119

7.3.2 控制律的设计 119

7.4 仿真研究 125

参考文献 130