自抗扰控制技术

第一章剖析经典PID调节器

1.1误差反馈控制律与经典PID调节器

1.2经典PID能控制的对象范围

1.3经典PID调节器的优缺点

1.4安排过渡过程的作用

1.5时间尺度

第二章跟踪微分器

2.1小时间常数惯性环节

2.2经典微分器

2.3跟踪微分器的一般形式

2.4快速跟踪微分器的离散形式

2.5最速跟踪微分器的频率特性(带通滤波器)

2.5.1TD的频率特性

2.5.2带通滤波器

2.6跟踪微分器的其他应用

2.6.1安排过渡过程

2.6.2配置系统零点

2.6.3求函数极值

2.6.4求函数的根

2.6.5频率估计

2.6.6相近频率的分离

2.6.7数字整流

2.6.8数字检波

2.6.9相位超前功能的实现

2.6.10剔除野值及预报方法

2.7离散系统快速最优控制综合函数的推导

第三章非光滑反馈的功能和效率

3.1非线性状态反馈

3.2线性反馈与非光滑反馈

3.3最速反馈控制韵不变性

3.4状态反馈方法与误差反馈方法

3.5最速反馈函数的进一步性质

3.6三阶线性最速控制系统的开关曲面

3.7随动问题和调节问题

3.8几个有用的非线性函数

第四章扩张状态观测器

4.1状态观测器

4.2状态观测器观测误差的讨论

4.3扩张状态观测器

4.4其他形式的扩张状态观测器

4.5系统输出被噪声污染时的扩张状态观测器

4.6一类混沌系统的扩张状态观测

4.7扩张状态观测器与系统的时间尺度

4.8扩张状态观测器参数与菲波娜奇数列

4.9扩张状态观测器用于动态补偿线性化

第五章自抗扰控制器

5.1非线性PID控制器

5.1.1经典PID控制器的缺陷

5.1.2两个跟踪微分器来实现的“非线性PID”

5.1.3两个线性跟踪微分器来改造的“线性PID”

5.1.4一个跟踪微分器和状态观测器实现的“线性PID”

5.1.5函数发生器来安排过渡过程而实现的“线性PID”

5.1.6不同误差组合方式所成的“非线性PID”

5.2自抗扰控制器

5.3动态补偿线性化

5.4自抗扰控制器的仿真研究

5.5自抗扰控制器的控制能力

5.6系统的时间尺度与自抗扰控制器

5.7自抗扰控制器设计的分离性原理

第六章自抗扰控制器的应用

6.1多变量系统的解耦控制

6.2零极点配置设计方法

6.3时滞系统的自抗扰控制

6.4串级系统的自抗扰控制

6.5混沌系统的自抗扰控制

6.6并联系统的自抗扰控制

6.7自寻最优控制

6.8运用自抗扰控制技术的要点

参考文献

　　本书可以作为学习控制技术应用相关专业的大学本科生、研究生、教师，以及从事控制工程技术的技术员、工程师的教材、参考书和技术参考书。本书第一章介绍PID的基本原理、适应范围及其合理性。第二章解剖经典微分器的噪声放大效应的原因，提出了跟踪和微分效率更高的非线性跟踪微分器及其一般形式，进一步给出了实用于数字计算的离散形式，讨论非线性跟踪微分器的频率特性与跟踪微分器在各种不同领域中的应用。第三章指出在非线性特别在非光滑领域有很多比起线性反馈效率更高的反馈形式，介绍了“时间最优反馈综合函数”用于误差反馈上的效应。第四章运用现代控制理论中的状态观测器思想，提出了根据对象的输入-输出数据估计对象状态信息和作用于对象的“扰动总和的实时作用量”的扩张状态观测器，讨论“采样步长”与“扩张状态观测器”参数之间关系。第五章介绍用安排过渡过程、跟踪微分器、扩张状态观测器的各种不同组合来形成的各种不同形式非线性控制器的办法；介绍自抗扰控制器的结构和仿真研究结果。第六章介绍自抗扰控制器在不同类型被控对象问题上应用的具体办法。【作者简介】　　韩京清，系统与控制专家，长期从事控制理论与应用研究工作，是我国控制理论和应用早期开拓者之一。1937年出生于吉林省长白县，朝鲜族。1958年毕业于吉林大学数学系，同年分配至中国科学院数学研究所工作。1963年赴苏联莫斯科大学数学力学系留学。1962年与合作者一起发展完善了线性最速控制理论中的“等时区”方法。20世纪70年代中用最优控制理论提出了拦截问题中的新的制导概念和方法。20世纪70年代末率先主持运用讨论班的形式在全国高校开展现代控制理论的知识传播，为培养控制理论人才起到重要作用。20世纪80年代倡议并领导了中国控制系统计算机辅助设计软件的开发和研究，并主持完成了国家自然科学基金重大项目“中国控制系统计算机辅助设计软件系统(CADCSC)”。在人口控制理论中，创造性地提出了计算“人口总和生育率”的“生育基数法”。20世纪80年代末期开创了“自抗扰控制技术”，为现代控制理论应用于工程实际开创了一条新的途径。这一技术先后取得了国内、国际的专利权，在国内以及美国、日本等国都已有多项应用效果。在担任北京爱得喜高科技有限公司高级技术顾问期间，完全采用自主的“自抗扰控制技术”成功开发出用于风力发电的“自抗扰控制器”。曾任中国系统工程学会理事、常务理事；中国系统工程学会系统理论专业委员会副主任、秘书长；中国系统仿真学会常务理事；中国系统仿真学会控制系统仿真与CAD专业委员会主任；中国自动化学会控制理论专业委员会委员；中国朝鲜族科技工作者协会常务理事；《系统科学与数学》、《系统仿真学报》、《控制与决策》、《信息与控制》、《控制工程》等刊物编委；中国科技大学、黑龙江大学、延边大学等校兼职教授等职。共出版专著6本，论文200余篇，翻译专著2本，完成部以上级科研项目10余项。曾获得全国科技大会奖，国防科委科技进步三等奖，中国科学院科技进步二等奖、中国科学院自然科学三等奖，国家教委科技进步二等奖，国家科学技术进步三等奖，国防光华科技成果奖和总装备部军队科技进步二等奖等奖项。1992年经国家人事部批准，享受有突出贡献专家政府特殊津贴。