数据驱动运动控制系统设计与实现PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1数据驱动控制方法研究背景 1

1.2数据驱动控制研究意义 2

1.3直线电机在制造业中的研究及应用现状 6

第2章 数据驱动控制理论及控制方法 10

2.1常用的数据驱动控制方法 11

2.1.1基于在线数据的无模型自适应控制方法 11

2.1.2基于离线数据的PID控制方法 11

2.1.3基于在线和离线数据结合的迭代学习控制方法 12

2.2无模型自适应控制 12

2.2.1无模型自适应控制的发展历史与背景 12

2.2.2基于紧格式线性化的无模型自适应控制的设计 15

2.2.3基于偏格式线性化的无模型自适应控制的设计 18

2.2.4基于全格式线性化的无模型自适应控制的设计 21

2.3迭代学习控制 31

2.3.1迭代学习控制系统概述 31

2.3.2迭代学习控制研究现状及应用 33

2.3.3迭代学习控制过程的表述 34

2.3.4迭代学习控制的学习律 37

2.4本章小结 40

第3章 直线电机的无模型自适应控制仿真 42

3.1永磁直线电机的模型 42

3.2紧格式线性化的无模型自适应控制在直线电机系统中的仿真研究 43

3.3偏格式线性化的无模型自适应控制在直线电机系统中的仿真研究 47

3.3.1投影算法 48

3.3.2带有时变遗忘因子的最小二乘估计算法 49

3.3.3经典PID的控制算法 49

3.4全格式线性化的无模型自适应控制在直线电机系统中的仿真研究 53

3.4.1情形A：电机空载，无外部扰动和噪声时的投影算法仿真 54

3.4.2情形B：电机负载，无外部扰动和噪声的投影算法仿真 55

3.4.3情形C：在情形B基础上，调节参数到最佳的投影算法仿真 56

3.4.4情形D：电机负载且有白噪声干扰的投影算法仿真 56

3.4.5情形E：在情形D基础上调节参数到最佳的投影算法仿真 58

3.4.6情形F：PID控制算法在电机加载和加入白噪声时的仿真 58

3.5无模型直接自适应广义预测控制及其在直线电机系统中的仿真研究 61

3.5.1单入单出非线性系统的输出预测方程 62

3.5.2无模型直接自适应预测控制律算法 64

3.5.3伪偏导数的估计算法 64

3.5.4伪偏导数的预测算法 65

3.5.5无模型直接自适应广义预测控制初值选取及参数设定 67

3.5.6仿真研究 68

3.6本章小结及展望 74

3.6.1本章小结 74

3.6.2展望 75

第4章 数据驱动的直线电机伺服系统设计 76

4.1直线电机的结构及基本工作原理 76

4.2永磁同步直线电机伺服系统实验平台 77

4.2.1直线电机伺服系统工作原理 77

4.2.2直线电机特性分析 80

4.3直线电机伺服系统无模型自适应控制方案设计 81

4.3.1直线电机伺服驱动器特性测试及分析 84

4.3.2直线伺服系统无模型自适应控制实现 84

4.4直线伺服系统复合迭代学习控制方案设计 93

4.4.1复合迭代学习控制问题阐述 94

4.4.2复合迭代学习控制鲁棒收敛性分析 99

4.4.3直线伺服系统复合迭代学习控制器设计 101

4.4.4直线伺服系统复合迭代学习控制的实现 103

4.5本章小结及展望 106

4.5.1本章小结 106

4.5.2展望 107

第5章 数据驱动的直流电机控制系统设计 108

5.1数据驱动的直流电机控制系统仿真研究 108

5.1.1直流电机的无模型自适应控制仿真 108

5.1.2直流电机的复合迭代学习控制仿真 110

5.2直流电机无模型自适应控制设计与实现 115

5.2.1直流电机控制系统硬件设计 115

5.2.2直流电机的无模型自适应控制实验 118

5.3本章小结 122

第6章 数据驱动的异步电机控制系统设计 123

6.1控制系统硬件设计实现 124

6.1.1变频器的选用和连接 125

6.1.2旋转编码器的选用和连接 126

6.1.3磁粉制动器的选用及功能 126

6.2控制系统软件功能设计 127

6.2.1转速检测 127

6.2.2 PID控制方法实现 129

6.2.3无模型自适应控制算法实现 132

6.2.4定位控制 135

6.2.5反转时的转速测定 136

6.4实验结果 137

6.5本章小结 139

第7章 非圆车削系统的控制方法研究 140

7.1非圆车削刀具进给系统概述 140

7.2非圆车削直线电机伺服驱动与控制 144

关键技术 144

7.2.1伺服驱动回路硬件配置 144

7.2.2驱动方式选择 145

7.2.3直线伺服进给系统模型分析与建立 145

7.2.4数据驱动控制算法的实现 145

7.2.5接口与定义问题 145

7.3非圆车削直线电机伺服系统组成 146

7.3.1音圈直线电机 147

7.3.2 DSP控制器 148

7.3.3数字伺服驱动器 148

7.3.4位置检测 149

7.4非圆车削直线伺服系统建模 150

7.4.1机理模型推导 151

7.4.2模型参数的辨识 152

7.5非圆车削刀具进给系统的前馈补偿复合控制 157

7.5.1前馈补偿复合控制方法仿真研究 157

7.5.2刀具进给系统的PID控制实现 162

7.5.3刀具进给系统的前馈补偿复合控制实现 163

7.6非圆车削刀具进给系统的自抗扰控制 163

7.6.1自抗扰控制概述 163

7.6.2非圆车削刀具进给系统的自抗扰控制实现 167

7.7非圆车削刀具进给系统的无模型自适应控制 168

7.7.1非圆车削刀具进给系统的无模型自适应控制仿真研究 168

7.7.2非圆车削刀具进给系统的无模型自适应控制实现 170

7.8非圆车削刀具进给系统的迭代学习控制 171

7.9非圆车削刀具进给系统的BP神经网络整定PID参数的控制 178

7.9.1 BP神经网络整定PID参数的控制算法描述 178

7.9.2基于前馈补偿的BP神经网络整定PID参数控制算法描述 181

7.9.3仿真研究 181

7.10本章小结及展望 184

7.10.1本章小结 184

7.10.2展望 185

参考文献 186