先进PID控制MATLAB仿真

第1章 基本的PID控制

1.1 PID控制原理

1.2 连续系统的模拟PID仿真

1.2.1 基本的PID控制

1.2.2 线性时变系统的PID控制

1.3 数字PID控制

1.3.1 位置式PID控制算法

1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真

1.3.3 离散系统的数字PID控制仿真

1.3.4 增量式PID控制算法及仿真

1.3.5 积分分离PID控制算法及仿真

1.3.6 抗积分饱和PID控制算法及仿真

1.3.7 梯形积分PID控制算法

1.3.8 变速积分PID算法及仿真

1.3.9 带滤波器的PID控制仿真

1.3.10 不完全微分PID控制算法及仿真

1.3.11 微分先行PID控制算法及仿真

1.3.12 带死区的PID控制算法及仿真

1.3.13 基于前馈补偿的PID控制算法及仿真

1.3.14 步进式PID控制算法及仿真

1.3.15 PID控制的方波响应

1.3.16 基于卡尔曼滤波器的PID控制

1.4 S函数介绍

1.4.1 S函数简介

1.4.2 S函数使用步骤

1.4.3 S函数的基本功能及重要参数设定

1.4.4 实例说明

1.5 PID研究新进展

第2章 PID控制器的整定

2.1 概述

2.2 基于响应曲线法的PID整定

2.2.1 基本原理

2.2.2 仿真实例

2.3 基于Ziegler-Nichols的频域响应PID整定

2.3.1 连续Ziegler-Nichols方法的PID整定

2.3.2 仿真实例

2.3.3 离散Ziegler-Nichols方法的PID整定

2.3.4 仿真实例

2.4 基于频域分析的PD整定

2.4.1 基本原理

2.4.2 仿真实例

2.5 基于相位裕度整定的PI控制

2.5.1 基本原理

2.5.2 仿真实例

2.6 基于极点配置的稳定PD控制

2.6.1 基本原理

2.6.2 仿真实例

2.7 基于临界比例度法的PID整定

2.7.1 基本原理

2.7.2 仿真实例

2.8 一类非线性整定的PID控制

2.8.1 基本原理

2.8.2 仿真实例

2.9 基于优化函数的PID整定

2.9.1 基本原理

2.9.2 仿真实例

2.10 基于NCD优化的PID整定

2.10.1 基本原理

2.10.2 仿真实例

2.11 基于NCD与优化函数结合的PID整定

2.11.1 基本原理

2.11.2 仿真实例

2.12 传递函数的频域测试

2.12.1 基本原理

2.12.2 仿真实例

第3章 时滞系统的PID控制

3.1 单回路PID控制系统

3.2 串级PID控制

3.2.1 串级PID控制原理

3.2.2 仿真实例

3.3 纯滞后系统的大林控制算法

3.3.1 大林控制算法原理

3.3.2 仿真实例

3.4 纯滞后系统的Smith控制算法

3.4.1 连续Smith预估控制

3.4.2 仿真实例

3.4.3 数字Smith预估控制

3.4.4 仿真实例

第4章 基于微分器的PID控制

4.1 基于全程快速微分器的PID控制

4.1.1 全程快速微分器

4.1.2 仿真实例

4.2 基于Levant微分器的PID控制

4.2.1 Levant微分器

4.2.2 仿真实例

第5章 基于观测器的PID控制

5.1 基于慢干扰观测器补偿的PID控制

5.1.1 系统描述

5.1.2 观测器设计

5.1.3 仿真实例

5.2 基于干扰观测器的PID控制

5.2.1 干扰观测器基本原理

5.2.2 干扰观测器的性能分析

5.2.3 干扰观测器鲁棒稳定性

5.2.4 低通滤波器 的设计

5.2.5 仿真实例

5.3 基于扩张观测器的PID控制

5.3.1 扩张观测器的设计

5.3.2 扩张观测器的分析

5.3.3 仿真实例

5.4 基于输出延迟观测器的PID控制

5.4.1 系统描述

5.4.2 输出延迟观测器的设计

5.4.3 延迟观测器的分析

5.4.4 仿真实例

第6章 自抗扰控制器及其PID控制

6.1 非线性跟踪微分器

6.1.1 微分器描述

6.1.2 仿真实例

6.2 安排过渡过程及PID控制

6.2.1 安排过渡过程

6.2.2 仿真实例

6.3 基于非线性扩张观测器的PID控制

6.3.1 系统描述

6.3.2 非线性扩张观测器

6.3.3 仿真实例

6.4 非线性PID控制

6.4.1 非线性PID控制算法

6.4.2 仿真实例

6.5 自抗扰控制

6.5.1 自抗扰控制结构

6.5.2 仿真实例

第7章 PD鲁棒自适应控制

7.1 挠性航天器稳定PD鲁棒控制

7.1.1 挠性航天器建模

7.1.2 PD控制器的设计

7.1.3 仿真实例

7.2 基于名义模型的机械手PI鲁棒控制

7.2.1 问题的提出

7.2.2 鲁棒控制律的设计

7.2.3 稳定性分析

7.2.4 仿真实例

7.3 基于Anti-windup的PID控制

7.3.1 Anti-windup基本原理

7.3.2 基于Anti-windup的PID控制

7.3.3 仿真实例

7.4 基于PD增益自适应调节的模型参考自适应控制

7.4.1 问题描述

7.4.2 控制律的设计与分析

7.4.3 仿真实例

第8章 模糊PD控制和专家PID控制

8.1 倒立摆稳定的PD控制

8.1.1 系统描述

8.1.2 控制律设计

8.1.3 仿真实例

8.2 基于自适应模糊补偿的倒立摆PD控制

8.2.1 问题描述

8.2.2 自适应模糊控制器设计与分析

8.2.3 稳定性分析

8.2.4 仿真实例

8.3 基于模糊规则表的模糊PD控制

8.3.1 基本原理

8.3.2 仿真实例

8.4 模糊自适应整定PID控制

8.4.1 模糊自适应整定PID控制原理

8.4.2 仿真实例

8.5 专家PID控制

8.5.1 专家PID控制原理

8.5.2 仿真实例

第9章 神经PID控制

9.1 基于单神经元网络的PID智能控制

9.1.1 几种典型的学习规则

9.1.2 单神经元自适应PID控制

9.1.3 改进的单神经元自适应PID控制

9.1.4 仿真实例

9.1.5 基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID控制

9.1.6 仿真实例

9.2 基于RBF神经网络整定的PID控制

9.2.1 RBF神经网络模型

9.2.2 RBF网络PID整定原理

9.2.3 仿真实例

9.3 基于自适应神经网络补偿的倒立摆PD控制

9.3.1 问题描述

9.3.2 自适应神经网络设计与分析

9.3.3 仿真实例

第10章 基于遗传算法整定的PID控制

10.1 遗传算法的基本原理

10.2 遗传算法的优化设计

10.2.1 遗传算法的构成要素

10.2.2 遗传算法的应用步骤

10.3 遗传算法求函数极大值

10.3.1 二进制编码遗传算法求函数极大值

10.3.2 实数编码遗传算法求函数极大值

10.4 基于遗传算法的PID整定

10.4.1 基于遗传算法的PID整定原理

10.4.2 基于实数编码遗传算法的PID整定

10.4.3 基于二进制编码遗传算法的PID整定

10.4.4 基于自适应在线遗传算法整定的PD控制

10.5 基于摩擦模型补偿的PD控制

10.5.1 摩擦模型辨识

10.5.2 仿真实例

第11章 伺服系统PID控制

11.1 基于LuGre摩擦模型的PID控制

11.1.1 伺服系统的摩擦现象

11.1.2 伺服系统的LuGre摩擦模型

11.1.3 仿真实例

11.2 基于Stribeck摩擦模型的PID控制

11.2.1 Stribeck摩擦模型描述

11.2.2 一个典型伺服系统描述

11.2.3 仿真实例

11.3 伺服系统三环的PID控制

11.3.1 伺服系统三环的PID控制原理

11.3.2 仿真实例

11.4 二质量伺服系统的PID控制

11.4.1 二质量伺服系统的PID控制原理

11.4.2 仿真实例

11.5 伺服系统的模拟PD+数字前馈控制

11.5.1 伺服系统的模拟PD+数字前馈控制原理

11.5.2 仿真实例

第12章 迭代学习PID控制

12.1 迭代学习控制方法介绍

12.2 迭代学习控制基本原理

12.3 基本的迭代学习控制算法

12.4 基于PID型的迭代学习控制

12.4.1 系统描述

12.4.2 控制器设计

12.4.3 仿真实例

第13章 其他控制方法的设计与仿真

13.1 单级倒立摆建模

13.2 倒立摆PD控制

13.2.1 系统描述

13.2.2 仿真实例

13.3 单级倒立摆的全状态反馈控制

13.3.1 系统描述

13.3.2 全状态反馈控制

13.3.3 仿真实例

13.4 输入/输出反馈线性化

13.4.1 系统描述

13.4.2 控制律设计

13.4.3 仿真实例

13.5 倒立摆反演控制

13.5.1 系统描述

13.5.2 控制律设计

13.5.3 仿真实例

13.6 倒立摆滑模控制

13.6.1 问题描述

13.6.2 控制律设计

13.6.3 仿真实例

13.7 自适应鲁棒控制

13.7.1 问题的提出

13.7.2 自适应控制律的设计

13.7.3 仿真实例

13.8 单级倒立摆的H∞控制

13.8.1 系统描述

13.8.2 H∞控制器要求

13.8.3 基于Riccati方程的H∞控制

13.8.4 基于LMI的H∞控制

13.8.5 仿真实例

13.9 基于GUI的倒立摆控制动画演示

13.9.1 GUI介绍

13.9.2 演示程序的构成

13.9.3 主程序的实现

13.9.4 演示界面的GUI设计

13.9.5 演示步骤

第14章 PID实时控制的C++语言 设计及应用

14.1 控制系统仿真的C++实现

14.2 基于C++的三轴飞行模拟转台伺服系统PID实时控制

14.2.1 控制系统构成

14.2.2 实时控制程序分析

14.2.3 仿真实例

附录A 常用符号说明

参考文献

《先进PID控制MATLAB仿真（第3版）》系统地介绍了PID控制的几种设计方法，是作者多年来从事控制系统教学和科研工作的结晶，同时融入了国内外同行近年来所取得的最新成粜。

　　《先进PID控制MATLAB仿真（第3版）》全书共分14章，包括基本的PID控制、PlD控制器的整定、时滞系统的PID控制、基于微分器的PID控制、基于观测器的PID控制、自抗扰控制器及其PID控制、PD鲁棒自适应控制、模糊PD控制和专家PID控制、神经PID控制、基于遗传算法整定的PID控制、同眼系统PID控制、迭代学习PID控制其他控制方法的设计与仿真，以及PID实时控制的c++语方设计及应用。每种方法都给出了算法推导、实例分析和相应的MATLAB仿真设计程序。

　　《先进PID控制MATLAB仿真（第3版）》各部分内容既相互联系又相互独立，读者可根据自己的需要选择学习。《先进PID控制MATLAB仿真（第3版）》适用于从事生产过程自动化、计算机应用、机械电子和电气自动化领域工作的工程技术人员阅读，也可作为大专院校工业自动化、自动控制、机械电子、自动化仪表、计算机应用等专业的教学参考书。