先进PID控制及其Matlab仿真

《先进PID控制及其Matlab仿真》
目 录
前 言
第1 章 数字PID 控制………………………………………………………………(1)
1.1 PID 控制原理 ……………………………………………………………………(1)
1.2 连续系统的模拟PID 仿真…………………………………………………………(2)
1.3 数字PID 控制……………………………………………………………………(3)
1.3.1 位置式PID 控制算法……………………………………………………………(3)
1.3.2 连续系统的数字PID 控制仿真…………………………………………………(4)
1.3.3 离散系统的数字PID 控制仿真…………………………………………………(8)
1.3.4 增量式PID 控制算法及仿真…………………………………………………(14)
1.3.5 积分分离PID 控制算法及仿真…………………………………………………(16)
1.3.6 抗积分饱和PID 控制算法及仿真………………………………………………(20)
1.3.7 Ｔ型积分PID 控制算法………………………………………………………(24)
1.3.8 变速积分PID 算法及仿真……………………………………………………(24)
1.3.9 带滤波器的PID 控制仿真……………………………………………………(28)
1.3.10 不完全微分PID 控制算法及仿真……………………………………………(33)
1.3.11 微分先行PID 控制算法及仿真………………………………………………(37)
1.3.12 带死区的PID 控制算法及仿真………………………………………………(42)
1.3.13 基于前馈补偿的PID 控制算法及仿真………………………………………(45)
1.3.14 步进式PID 控制算法及仿真…………………………………………………(49)
第2 章 常用的数字PID 控制系统………………………………………………(53)
2.1 单回路PID 控制系统……………………………………………………………(53)
2.2 串级PID 控制……………………………………………………………………(53)
2.2.1 串级PID 控制原理……………………………………………………………(53)
2.2.2 仿真程序及分析………………………………………………………………(54)
2.3 纯滞后系统的大林控制算法……………………………………………………(57)
2.3.1 大林控制算法原理……………………………………………………………(57)
2.3.2 仿真程序及分析………………………………………………………………(57)
2.4 纯滞后系统的Smith 控制算法…………………………………………………(59)
2.4.1 连续Smith 预估控制…………………………………………………………(59)
2.4.2 仿真程序及分析………………………………………………………………(61)
2.4.3 数字Smith 预估控制…………………………………………………………(63)
2.4.4 仿真程序及分析………………………………………………………………(64)
第3 章 专家PID 控制和模糊PID 控制…………………………………………(68)
3．1 专家PID 控制…………………………………………………………………(68)
3.1.1 专家PID 控制原理……………………………………………………………(68)
3.1.2 仿真程序及分析………………………………………………………………(69)
3.2 模糊自适应整定PID 控制………………………………………………………(72)
3.2.1 模糊自适应整定PID 控制原理………………………………………………(72)
3.2.2 仿真程序及分析………………………………………………………………(76)
3.3 模糊免疫PID 控制算法…………………………………………………………(87)
3.3.1 模糊免疫PID 控制算法原理…………………………………………………(88)
3.3.2 仿真程序及分析………………………………………………………………(89)
第4 章 神经PID 控制……………………………………………………………(94)
4.1 基于单神经元网络的PID 智能控制………………………………………………(94)
4.1.1 几种典型的学习规则…………………………………………………………(94)
4.1.2 单神经元自适应PID 控制……………………………………………………(94)
4.1.3 改进的单神经元自适应PID 控制………………………………………………(95)
4.1.4 仿真程序及分析………………………………………………………………(95)
4.1.5 基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID 控制……………………(99)
4.1.6 仿真程序及分析……………………………………………………………(100)
4.2 基于BP 神经网络整定的PID 控制………………………………………………(103)
4.2.1 基于BP 神经网络的PID 整定原理……………………………………………(103)
4.2.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(106)
4.3 基于RBF 神经网络整定的PID 控制……………………………………………(112)
4.3.1 RBF 神经网络模型……………………………………………………………(112)
4.3.2 RBF 网络PID 整定原理………………………………………………………(114)
4.3.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(114)
4.4 基于RBF 神经网络辨识的单神经元PID 模型参考自适应控制……………………(120)
4.4.1 神经网络模型参考自适应控制原理…………………………………………(120)
4.4.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(121)
4.5 基于CMAC 神经网络与PID 的并行控制…………………………………………(126)
4.5.1 CMAC 网络……………………………………………………………………(126)
4.5.2 CMAC 与PID 复合控制算法……………………………………………………(127)
4.5.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(128)
4.6 基于SIMULINK 的CMAC 与PID 并行控制…………………………………………(133)
4.6.1 SIMULINK 仿真方法…………………………………………………………(133)
4.6.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(134)
第5 章 基于遗传算法整定的PID 控制…………………………………………(139)
5 . 1 遗传算法基本原理…………………………………………………………(139)
５.２ 遗传算法的优化设计………………………………………………………(140)
５.２.1 遗传算法的构成要素……………………………………………………(140)
5.2.2 遗传算法的应用步骤………………………………………………………(140)
5.3 遗传算法求函数极大值………………………………………………………(140)
5.3.1 遗传算法求函数极大值实例………………………………………………(140)
5.3.2 仿真程序及分析…………………………………………………………(142)
5.4 基于遗传算法的PID 整定……………………………………………………(145)
5.4.1 基于遗传算法的PID 整定原理………………………………………………(146)
5.4.2 基于实数编码遗传算法的PID 整定…………………………………………(147)
5.4.3 仿真程序及分析…………………………………………………………(148)
5.4.4 基于二进制编码遗传算法的PID 整定………………………………………(153)
5.4.5 仿真程序及分析…………………………………………………………(153)
5.5 基于遗传算法摩擦模型参数辨识的PID 控制……………………………………(157)
5.5.1 仿真实例……………………………………………………………………(157)
5.5.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(158)
第6 章 PID 解耦控制……………………………………………………………(165)
6.1 PID 多变量解耦控制……………………………………………………………(165)
6.1.1 PID 解耦控制原理……………………………………………………………(165)
6.1.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(165)
6.2 单神经元PID 解耦控制………………………………………………………(168)
6.2.1 单神经元PID 解耦控制原理…………………………………………………(168)
6.2.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(169)
6.3 基于DRNN 神经网络整定的PID 解耦控制………………………………………(173)
6.3.1 基于DRNN 神经网络参数自学习PID 解耦控制原理……………………………(173)
6.3.2 DRNN 神经网络的Jacobian 信息辨识…………………………………………(174)
6.3.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(176)
第7 章 几种先进ＰＩＤ控制方法……………………………………………(185)
7.1 基于干扰观测器的PID 控制……………………………………………………(185)
7.1.1 干扰观测器设计原理………………………………………………………(185)
7.1.2 连续系统的控制仿真………………………………………………………(188)
7.1.3 离散系统的控制仿真………………………………………………………(190)
7.2 非线性系统的PID 鲁棒控制……………………………………………………(195)
7.2.1 基于NCD 优化的非线性优化PID 控制…………………………………………(195)
7.2.2 基于NCD 与优化函数结合的非线性优化PID 控制……………………………(197)
7.3 一类非线性PID 控制器设计……………………………………………………(199)
7.3.1 非线性控制器设计原理……………………………………………………(199)
7.3.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(201)
7.4 基于重复控制补偿的高精度PID 控制…………………………………………(208)
7.4.1 重复控制原理………………………………………………………………(208)
7.4.2 基于重复控制补偿的PID 控制………………………………………………(209)
7.4.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(209)
7.5 基于零相差前馈补偿的高精度PID 控制………………………………………(214)
7.5.1 零相差控制原理……………………………………………………………(214)
7.5.2 基于零相差前馈补偿的PID 控制……………………………………………(215)
7.5.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(217)
第8 章 灰色PID 控制……………………………………………………………(229)
8.1 灰色控制原理…………………………………………………………………(229)
8.1.1 生成数列……………………………………………………………………(229)
8.1.2 GM 灰色模型…………………………………………………………………(230)
8.2 灰色PID 控制…………………………………………………………………(231)
8.2.1 灰色PID 控制的理论基础……………………………………………………(231)
8.2.2 连续系统灰色PID 控制………………………………………………………(233)
8.2.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(235)
8.2.4 离散系统灰色PID 控制………………………………………………………(240)
8.2.5 仿真程序及分析……………………………………………………………(242)
8.3 灰色PID 的位置跟踪……………………………………………………………(247)
8.3.1 连续系统灰色PID 位置跟踪…………………………………………………(247)
8.3.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(250)
8.3.3 离散系统灰色PID 位置跟踪…………………………………………………(254)
8.3.4 仿真程序及分析……………………………………………………………(256)
第9 章 非线性PID 控制…………………………………………………………(261)
9.1 伺服系统低速摩擦条件下PID 控制……………………………………………(261)
9.1.1 Stribeck 摩擦模型描述……………………………………………………(261)
9.1.2 一个典型伺服系统描述……………………………………………………(261)
9.1.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(262)
9.2 伺服系统的三环PID 控制……………………………………………………(269)
9.2.1 伺服系统三环的PID 控制原理………………………………………………(269)
9.2.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(271)
9.3 二质量伺服系统的PID 控制……………………………………………………(276)
9.3.1 二质量伺服系统的PID 控制原理……………………………………………(276)
9.3.2 仿真程序及分析……………………………………………………………(278)
第10 章 PID 实时控制的 C++ 语言设计及应用……………………………(283)
10.1 Ｍ语言的 C++ 转化 ………………………………………………………(283)
10.2 基于 C++ 的三轴飞行模拟转台伺服系统 PID 实时控制 …………………(285)
10.2.1 控制系统构成………………………………………………………………(285)
10.2.2 系统各部分功能的软件设计………………………………………………(286)
10.2.3 仿真程序及分析……………………………………………………………(287)
参考文献………………………………………………………………………………………(298)

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谢谢斑竹
支持CAD论坛

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虽然不懂，但也可能用得上，下了。

1302980 发表于 2023-12-11 16:33
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