滑模变结构控制MATLAB仿真

第1章 绪论

1.1滑模变结构控制简介

1.2变结构控制发展历史

1.3滑模变结构控制基本原理

1.4滑模面的参数设计

1.5滑模变结构控制理论研究方向

1.5.1滑模变结构控制系统的抖振问题

1.5.2离散系统滑模变结构控制

1.5.3自适应滑模变结构控制

1.5.4不匹配不确定性系统的滑模变结构控制

1.5.5针对时滞系统的滑模变结构控制

1.5.6非线性系统的滑模变结构控制

1.5.7 Terminal滑模变结构控制

1.5.8全鲁棒（Global）滑模变结构控制

1.5.9滑模观测器的研究

1.5.10神经滑模变结构控制

1.5.11模糊滑模变结构控制

1.5.12积分滑模变结构控制

1.6滑模变结构控制应用

1.6.1在电机中的应用

1.6.2在机器人控制中的应用

1.6.3在飞行器控制中的应用

1.6.4在倒立摆控制中的应用

1.6.5在伺服系统中的应用

1.7滑模变结构控制相关研究著作

参考文献

第2章 滑模控制基本方法

2.1滑模面设计及应用实例

2.1.1滑模面的参数设计

2.1.2一个简单的滑模控制实例

2.1.3仿真实例

2.2基于趋近律的滑模控制

2.2.1几种典型的趋近律

2.2.2控制器设计

2.2.3仿真实例

2.3基于趋近律的滑模鲁棒控制

2.3.1系统描述

2.3.2仿真实例

2.4基于上界的滑模控制

2.4.1系统描述

2.4.2控制器设计

2.4.3仿真实例

2.5基于准滑动模态的滑模控制

2.5.1准滑动模态

2.5.2仿真实例

2.6等效滑模控制

2.6.1系统描述

2.6.2等效控制

2.6.3滑模控制

2.6.4仿真实例

2.7滑模控制的数字化仿真

2.7.1基本原理

2.7.2仿真实例

第3章 几种典型滑模控制

3.1基于名义模型的滑模控制

3.1.1系统描述

3.1.2控制系统结构

3.1.3针对名义模型的控制

3.1.4滑模控制器的设计

3.1.5仿真实例

3.2全局滑模控制

3.2.1系统描述

3.2.2全局滑模函数的设计

3.2.3滑模控制器的设计

3.2.4仿真实例

3.3基于线性化反馈的滑模控制

3.3.1线性化反馈控制

3.3.2仿真实例

3.3.3基于线性化反馈的滑模控制

3.3.4仿真实例

3.4输入输出反馈线性化控制

3.4.1系统描述

3.4.2控制器设计

3.4.3仿真实例

3.5基于输入输出反馈线性化的滑模控制

3.5.1系统描述

3.5.2控制器设计

3.5.3仿真实例

3.6模型参考滑模控制

3.6.1系统描述

3.6.2滑模控制器设计

3.6.3仿真实例

参考文献

第4章 自适应鲁棒滑模控制

4.1自适应鲁棒滑模控制

4.1.1问题的提出

4.1.2自适应滑模控制律的设计

4.1.3仿真实例

4.2无需物理参数的倒立摆自适应滑模控制

4.2.1系统描述

4.2.2控制律设计

4.2.3仿真实例

4.3基于HJI理论的滑模鲁棒控制

4.3.1基本原理

4.3.2控制器设计与分析

4.3.3仿真实例

4.4控制输入受限条件下的滑模控制

4.4.1基本原理

4.4.2控制器设计与分析

4.4.3仿真实例

4.5基于RBF网络补偿的控制输入受限滑模控制

4.5.1系统描述

4.5.2基于RBF网络控制受限逼近的滑模控制

4.5.3仿真实例

参考文献

第5章 欠驱动系统滑模控制

5.1 LMI及其MATLAB求解

5.2基于LMI的欠驱动倒立摆系统滑模控制

5.2.1系统描述

5.2.2基于等效的滑模控制

5.2.3基于辅助反馈的滑模控制分析

5.2.4仿真实例

5.3一类欠驱动系统的滑模控制

5.3.1系统描述

5.3.2滑模控制律的设计

5.3.3稳定性及收敛性分析

5.3.4位置跟踪

5.3.5仿真实例

5.4 VTOL飞行器滑模控制

5.4.1系统描述

5.4.2模型解耦

5.4.3控制律设计

5.4.4仿真实例

5.5基于Hurwitz稳定的小车倒立摆滑模控制

5.5.1系统描述

5.5.2滑模控制律设计

5.5.3 Hurwitz稳定性分析

5.5.4仿真实例

5.6柔性机械手观测器设计及分析

5.6.1问题描述

5.6.2观测器设计

5.6.3观测器分析

5.6.4仿真结果

5.7基于观测器的柔性关节机械手滑模控制

5.7.1观测器的设计

5.7.2控制器设计与分析

5.7.3仿真实例

5.8基于高增益观测器分离定理的滑模控制

5.8.1高增益观测器分离定理

5.8.2基于高增益观测器的倒立摆控制

5.8.3闭环系统分析

5.8.4仿真实例

5.9基于欠驱动系统解耦算法的滑模控制

5.9.1欠驱动系统解耦算法

5.9.2倒立摆动力学系统的解耦

5.9.3滑模控制器的设计

5.9.4滑模参数C的设计

5.9.5仿真实例

参考文献

第6章 反演及动态面滑模控制

6.1简单反演滑模控制

6.1.1基本原理

6.1.2滑模反演控制器的设计

6.1.3仿真实例

6.2鲁棒反演滑模控制

6.2.1系统描述

6.2.2 backstepping滑模控制器的设计

6.2.3仿真实例

6.3自适应反演滑模控制

6.3.1控制律的设计

6.3.2仿真实例

6.4柔性机械手的反演滑模控制

6.4.1系统描述

6.4.2反演滑模控制器的设计

6.4.3仿真实例

6.5简单动态面滑模控制

6.5.1系统描述

6.5.2动态面控制器的设计

6.5.3动态面控制器的分析

6.5.4动态面滑模控制器的设计

6.5.5仿真实例

6.6柔性机械手动态面滑模控制

6.6.1系统描述

6.6.2控制律设计

6.6.3稳定性分析

6.6.4仿真实例

参考文献

第7章 基于滤波器及观测器的滑模控制

7.1基于低通滤波器的滑模控制

7.1.1系统描述

7.1.2滑膜控制器设计

7.1.3仿真实例

7.2基于Kalman滤波器的滑模控制

7.2.1系统描述

7.2.2 Kalman滤波器原理

7.2.3仿真实例

7.3基于慢时变干扰观测器的连续滑模控制

7.3.1系统描述

7.3.2观测器设计

7.3.3仿真实例

7.3.4基于慢时变干扰观测器的连续滑模控制设计

7.3.5仿真实例

7.4基于高增益观测器的滑模控制

7.4.1高增益观测器机理分析

7.4.2基于高增益观测器的滑模控制设计

7.4.3仿真实例

7.5基于扩张观测器的滑模控制

7.5.1扩张观测器的设计

7.5.2扩张观测器的分析

7.5.3仿真实例

7.5.4基于扩张观测器的滑模控制设计

7.5.5仿真实例

7.6基于微分器的滑模控制

7.6.1系统描述

7.6.2传统滑模控制器的设计

7.6.3微分器设计

7.6.4基于微分器的滑模控制设计

7.6.5仿真实例

7.7基于输出延时观测器的滑模控制

7.7.1系统描述

7.7.2输出延时观测器的设计

7.7.3滑模控制器的设计与分析

7.7.4仿真实例

7.8基于谐振抑制的滑模控制

7.8.1谐振抑制滤波器设计

7.8.2系统描述

7.8.3基于名义模型的滑模控制

7.8.4仿真分析

参考文献

第8章 模糊滑模控制

8.1基于模糊切换增益调节的滑模控制

8.1.1系统描述

8.1.2滑模控制器设计

8.1.3模糊规则设计

8.1.4仿真实例

8.2基于等效控制的模糊滑模控制

8.2.1系统描述

8.2.2模糊滑模控制律的设计

8.2.3仿真实例

8.3一种简单的模糊自适应滑模控制

8.3.1问题描述

8.3.2模糊逼近原理

8.3.3控制算法设计与分析

8.3.4仿真实例

8.4基于线性化反馈的自适应模糊滑模控制

8.4.1线性化反馈方法

8.4.2滑模控制器设计

8.4.3自适应模糊滑模控制器设计

8.4.4仿真实例

8.5一种简单的切换模糊化自适应滑模控制

8.5.1系统描述

8.5.2自适应模糊滑模控制器设计

8.5.3仿真实例

8.6一种复杂的切换模糊化自适应滑模控制

8.6.1系统描述

8.6.2自适应模糊滑模控制器设计

8.6.3仿真实例

8.7具有积分滑模面的模糊滑模控制

8.7.1系统描述

8.7.2控制器的设计

8.7.3仿真实例

8.8控制输入模糊化的自适应滑模控制

8.8.1系统描述

8.8.2控制器的设计

8.8.3自适应控制算法设计

8.8.4仿真实例

8.9基于模糊补偿的机械手自适应模糊滑模控制

8.9.1系统描述

8.9.2基于模糊补偿的滑模控制

8.9.3只对摩擦进行模糊补偿的滑模控制

8.9.4仿真实例

参考文献

第9章 神经网络滑模控制

9.1一种简单的RBF网络自适应滑模控制

9.1.1问题描述

9.1.2 RBF网络原理

9.1.3控制算法设计与分析

9.1.4仿真实例

9.2 RBF网络自适应鲁棒滑模控制

9.2.1问题描述

9.2.2基于RBF网络逼近f(·)的滑模控制

9.2.3仿真实例

9.3一种复杂的RBF网络自适应鲁棒滑模控制

9.3.1问题描述

9.3.2基于RBF网络逼近f(·)和g(·)的滑模控制

9.3.3仿真实例

9.4基于模型逼近的机械手RBF网络自适应滑模控制

9.4.1问题描述

9.4.2基于RBF神经网络逼近的滑模控制

9.4.3稳定性及收敛性分析

9.4.4仿真实例

9.5基于神经网络的直接自适应滑模控制

9.5.1系统描述

9.5.2理想的滑模控制器及神经网络逼近

9.5.3控制器设计及分析

9.5.4仿真实例

9.6基于神经网络最小参数学习法的自适应滑模控制

9.6.1问题描述

9.6.2基于RBF网络逼近的自适应控制

9.6.3仿真实例

9.7基于RBF网络最小参数学习法的机械手自适应控制

9.7.1问题的提出

9.7.2基于神经网络逼近的滑模控制

9.7.3基于单参数的自适应滑模控制

9.7.4仿真实例

参考文献

第10章 离散滑模控制

10.1离散滑模控制描述

10.2离散时间滑模控制的特性

10.2.1准滑动模态

10.2.2离散滑模的存在性和可达性

10.2.3离散滑模控制的不变性

10.3基于趋近律的离散滑模控制

10.3.1离散趋近律的设计

10.3.2离散控制律的设计

10.3.3仿真实例

10.3.4基于趋近律的离散滑模控制位置跟踪

10.3.5仿真实例

10.4基于等效控制的离散滑模控制

10.4.1控制器设计

10.4.2稳定性分析

10.4.3仿真实例

10.5基于变速趋近律的滑模控制

10.5.1变速趋近律设计

10.5.2基于变速趋近律的滑模控制设计

10.5.3基于组合趋近律的控制

10.5.4仿真实例

10.6自适应离散滑模控制

10.6.1离散指数趋近律控制的抖振分析

10.6.2自适应滑模控制器的设计

10.6.3仿真实例

10.7离散滑模控制的设计与分析

10.7.1系统描述

10.7.2控制器设计与分析

10.7.3仿真实例

10.8基于干扰观测器的离散滑模控制

10.8.1系统描述

10.8.2基于干扰观测器的离散滑模控制

10.8.3干扰观测器的收敛性分析

10.8.4稳定性分析

10.8.5仿真实例

参考文献

第11章 机械手滑模控制

11.1机械手动力学模型及特性

11.2基于名义模型的机械手滑模鲁棒控制--上界方法

11.2.1系统描述

11.2.2控制律设计

11.2.3仿真实例

11.3基于名义模型的机械手滑模鲁棒控制--PI鲁棒方法

11.3.1问题描述

11.3.2控制器设计

11.3.3稳定性分析

11.3.4仿真实例--双关节机械手滑模控制

11.4基于名义模型的机械手滑模控制--趋近律方法

11.4.1设计原理

11.4.2基于名义模型的机械手指数趋近律的设计

11.4.3仿真实例

11.5基于低通滤波器的机械手滑模控制

11.5.1机械手动态方程

11.5.2滑模控制器的设计

11.5.3仿真实例--单关节机械手滑模控制

11.5.4仿真实例--双关节机械手滑模控制

11.6机械手自适应滑模控制

11.6.1系统描述

11.6.2自适应滑模控制器的设计

11.6.3仿真实例

11.7机械手滑模控制的收敛性分析

参考文献

本书从MATLAB仿真角度系统地介绍了滑模变结构控制的基本理论、基本方法和应用技术，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果。全书共11章，主要内容包括滑模变结构控制发展综述、连续系统滑模控制、自适应鲁棒滑模控制、欠驱动系统滑模控制、反演及动态面滑模控制、基于滤波器及观测器的滑模控制、离散系统滑模控制、模糊滑模控制、神经滑模控制和机械手滑模控制。每种控制方法都通过MATLAB仿真程序进行了仿真分析。本书各部分内容既有联系又相互独立，读者可根据自己需要选择学习。本书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，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。

本书系统论述了滑模变结构控制的基本理论、基本方法和应用技术,并全部给出了MATLAB仿真分析。全书内容涵盖了滑模变结构控制发展综述、连续系统滑模控制、自适应鲁棒滑模控制、欠驱动系统滑模控制、反演及动态面滑模控制、基于滤波器及观测器的滑模控制、离散系统滑模控制、模糊滑模控制、神经滑模控制和机械手滑模控制等。
(1)滑模变结构控制算法重点置于学科交叉部分的前沿研究。在介绍一些有潜力的新思想、新方法的同时，也兼顾基本概念、基本理论和基本方法的深入剖析。
(2)针对每种滑模控制算法给出了完整的MATLAB仿真程序，并给出了程序的说明和仿真结果，具有很强的可读性。
(3)着重从应用领域角度出发，突出理论联系实际，面向广大工程技术人员，具有很强的工程性和实用性。书中有大量应用实例及其结果分析，为读者提供了有益的借鉴。
(4)所给出的各种滑模变结构控制算法完整，程序设计结构设计力求简单明了，便于自学和进一步开发。
(5)全部实例代码可到清华大学出版社网站（http://www.tup.com.cn/）本书相关页面下载。