滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)

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刘金琨著 著
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店铺: 文轩网旗舰店
出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302413530
商品编码:10082078138
出版时间:2015-12-01

具体描述

作  者:刘金琨 著 著作 定  价:69 出 版 社:清华大学出版社 出版日期:2015年12月01日 页  数:445 装  帧:平装 ISBN:9787302413530 第1章欠驱动系统滑模控制
1.1一类欠驱动系统的滑模控制
1.1.1系统描述
1.1.2滑模控制律的设计及分析
1.1.3位置和速度跟踪
1.1.4仿真实例
1.2基于Hurwitz稳定的欠驱动系统滑模控制
1.2.1基于Hurwitz稳定的简单欠驱动系统滑模控制
1.2.2基于Hurwitz稳定的小车倒立摆系统滑模控制
1.3一类特殊的欠驱动系统的滑模控制
1.3.1系统描述
1.3.2控制问题描述
1.3.3滑模控制算法设计
1.3.4收敛性分析
1.3.5仿真实例
1.4TORA欠驱动系统的滑模控制
1.4.1系统描述
1.4.2模型的通用解耦算法
1.4.3模型的解耦
1.4.4滑模控制算法设计
部分目录

内容简介

本书以MATLAB作为仿真环境,系统地介绍了滑模变结构控制的几种优选的控制方法。本书凝练了作者多年来从事控制系统教学和科研工作的经验,同时融入了靠前外同行近年来取得的近期新成果。
本书在第2版的基础上修改而成,并增加和修改了部分内容。全书共分10章,包括欠驱动系统滑模控制、基于观测器和解耦算法的欠驱动系统滑模控制、控制输入受限条件下的滑模控制、挠性系统和奇异摄动系统的滑模控制、机械手滑模控制、基于函数逼近的机械手滑模控制、基于干扰观测器的机械手滑模控制、柔性机械手滑模控制、飞行器滑模控制、基于很优轨迹规划的滑模控制。每种控制方法都通过MATLAB仿真程序进行了仿真分析。
本书各部分内容既相互联系又相互独立,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阅读,也可作为普通高等学校自动化、电气工程、机械工程、仪器等

《滑模变结构控制MATLAB仿真(第三版)》 是一本专注于滑模变结构控制(Sliding Mode Control, SMC)理论及其在MATLAB/Simulink环境下的实践应用的著作。本书旨在为读者提供一个全面、深入且易于上手的学习平台,以掌握SMC的设计、分析和实现技术。 核心内容与特色: 1. 系统化的理论基础讲解: 本书首先系统地阐述了滑模变结构控制的基本原理,包括滑模面的设计、趋近律的选取、鲁棒性分析等方面。读者将从基本概念入手,逐步理解SMC的核心思想,例如如何使系统状态轨迹在预设的滑模面上运动,以及如何保证系统对不确定性和外部扰动的鲁棒性。书中会深入探讨不同类型的趋近律,如标准趋近律、指数趋近律、高阶趋近律等,并分析它们在收敛速度和抖振抑制方面的优缺点。 2. 丰富的MATLAB/Simulink仿真实例: 这是本书的一大亮点。书中提供了大量实际的SMC应用案例,并详细展示了如何在MATLAB/Simulink环境中构建和运行这些仿真模型。这些案例涵盖了从经典的单输入单输出(SISO)系统到更复杂的 Remarks 、多输入多输出(MIMO)系统,包括但不限于: 机器人控制: 机械臂的轨迹跟踪、关节控制。 航空航航天: 飞行器的姿态控制、导弹制导。 电力电子: 斩波器、逆变器的电压电流控制。 过程控制: 反应釜温度控制、液位控制。 电机驱动: 直流电机、交流电机的速度和位置控制。 其他动态系统: 例如非线性振动系统、车辆动力学模型等。 每一个仿真实例都将详细介绍模型建立过程、滑模控制器参数的选取、Simulink模型的搭建步骤、仿真结果的分析,以及如何根据仿真结果优化控制器设计。 3. 深入的鲁棒性与抖振分析: 滑模控制的一大优势在于其鲁棒性,但抖振(chattering)是其固有缺点。本书将深入剖析SMC的鲁棒性机理,并提供多种抑制抖振的有效方法。这包括: 高阶滑模控制(Higher-Order Sliding Mode Control, HOSMC): 介绍如何设计二阶、三阶甚至更高阶的滑模控制器,通过对控制信号的高阶导数进行切换,从而实现无抖振或低抖振的控制。 边界层技术(Boundary Layer Technique): 探讨如何在滑模面附近引入一个连续区域,以减小控制器的开关频率,降低抖振。 自适应滑模控制(Adaptive Sliding Mode Control): 介绍如何通过自适应律在线估计不确定性或扰动,并实时调整控制器参数,以提高控制性能并抑制抖振。 其他改进方法: 可能还会涉及一些基于模糊逻辑、神经网络或模型预测控制的SMC混合方法,以期在性能和鲁棒性之间取得更好的折衷。 4. MATLAB/Simulink工具箱的使用指导: 书中将引导读者熟练使用MATLAB中的各种工具箱,如Simulink、Control System Toolbox、Simscape Multibody等,来辅助SMC的设计和仿真。通过具体的命令和操作演示,读者可以学会如何导入系统模型、设计控制器、进行参数调优、分析仿真结果等。 5. 结构清晰,循序渐进: 本书的章节安排符合由浅入深的认知规律。从基础理论到高级主题,再到实际应用,逻辑清晰,便于读者逐步掌握。每章都会有清晰的学习目标和总结,方便读者回顾和巩固。 目标读者: 本书适合于自动化、控制科学与工程、电气工程、机械工程、航空航天等相关专业的本科生、研究生以及从事相关领域研究和工程开发的科研人员和工程师。对于希望深入理解和应用滑模变结构控制技术的读者来说,本书将是宝贵的参考资料。 预期学习收获: 通过阅读和实践本书的内容,读者将能够: 深刻理解滑模变结构控制的核心理论与数学模型。 掌握在MATLAB/Simulink环境中进行SMC控制器设计、仿真与分析的基本技能。 能够针对不同类型的动态系统,设计出满足性能要求、具备良好鲁棒性的滑模控制器。 有效识别和处理SMC中的抖振问题,并掌握相应的抑制策略。 初步掌握一些先进的滑模控制技术,如高阶滑模、自适应滑模等。 具备将SMC理论应用于实际工程问题解决的能力。 总而言之,《滑模变结构控制MATLAB仿真(第三版)》是一本集理论深度、实践广度与工具应用为一体的权威著作,将成为您学习和掌握滑模变结构控制技术的得力助手。

用户评价

评分

我是一名硕士在读研究生,研究方向正好是智能控制,滑模变结构控制是其中一个非常重要的理论基础。在导师推荐下,我选择了这本《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》。之所以选择它,不仅仅是因为它的权威性,更是因为它将理论与实践紧密结合。我知道滑模控制以其对模型不确定性和外部扰动的强鲁棒性而闻名,但要将其真正应用于实际系统,往往需要扎实的MATLAB仿真基础。这本书的书名就直接点明了这一点,让我对接下来的学习充满期待。我希望这本书能从最基本的滑模控制原理讲起,循序渐进地引导读者理解其核心思想,例如如何设计滑模面、如何保证系统状态进入滑模面并维持在滑模面上。更重要的是,我希望能看到书中对不同类型滑模控制器的MATLAB实现代码,并且这些代码能够清晰地注释,易于理解和修改。比如,如何利用Simulink搭建模型,如何编写M文件来实现复杂的控制律,如何进行仿真参数的调试以获得最佳的控制效果。我也对书中可能包含的先进滑模控制技术,如模糊滑模控制、神经网络滑模控制等,在MATLAB中的实现案例抱有浓厚的兴趣,这对于我未来的论文研究将非常有帮助。这本书不仅仅是教材,更是我探索滑模控制奥秘的“地图”和“工具箱”,我迫不及待地想用它来武装我的理论知识和实践技能。

评分

作为一名工业界应用工程师,我常常面临着各种复杂、不确定、甚至是非线性的系统控制难题。在工作中,我接触到了滑模变结构控制的概念,了解到它在处理不确定性和扰动方面有着得天独厚的优势。然而,如何将这一先进的控制理论转化为可执行的工程解决方案,一直是我心中的一个挑战。当我看到《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》这本书时,眼前一亮。书名中的“MATLAB仿真”四个字,对我来说意义重大。它意味着我不仅能学到滑模控制的理论精髓,更能通过实际的仿真操作,验证理论的有效性,并学习如何将其部署到实际系统中。我非常期待书中能够提供一些针对实际工业应用场景的案例,例如在伺服电机控制、过程控制、或者甚至是一些新兴的领域,如无人驾驶汽车的底盘控制、或者新能源汽车的动力电池管理系统。我希望书中能够详细介绍如何针对这些具体的系统,建立合适的数学模型,设计鲁棒的滑模控制器,并利用MATLAB/Simulink进行详细的仿真分析,包括对控制器性能的评估,例如响应速度、超调量、稳态误差以及对不同类型干扰的抑制能力。同时,我也希望这本书能提供一些关于如何优化滑模控制器参数,以达到最佳性能的指导性建议,并且能够提及一些在实际应用中可能会遇到的问题,以及相应的解决方案。

评分

这本《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》在我看来,是一本非常有价值的参考书。作为一名大学教师,我在讲授现代控制理论课程时,经常会涉及滑模变结构控制的内容。然而,很多时候,对于学生来说,抽象的数学理论难以理解,更不用说将其转化为实际的仿真模型。这本书的出现,恰好弥补了这一教学上的空白。我非常期待书中能够提供清晰易懂的理论阐述,让学生能够透彻理解滑模控制的基本原理、优势和局限性。更重要的是,我希望能看到书中提供的丰富的MATLAB仿真实例。这些实例不仅应该展示如何构建滑模控制器的仿真模型,更应该详细讲解仿真步骤、参数设置、以及如何解读仿真结果。我希望书中能够包含不同复杂度的案例,从简单的二阶系统到更复杂的非线性系统,覆盖不同的应用领域。例如,如何使用MATLAB/Simulink实现一个基础的切换控制器,如何设计一个能够处理状态延迟或者模型参数变化的滑模控制器,或者如何利用MATLAB的优化工具箱来辅助设计滑模控制器。我希望这本书能够成为我课堂教学的有力补充,帮助我的学生们更好地理解滑模控制的理论,并掌握将其应用于实际问题的能力。

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我是一名电气工程专业的博士生,我的研究方向是电力电子与电机控制。在电力系统中,鲁棒性和稳定性至关重要,而滑模变结构控制以其独特的优势,在电机控制、逆变器控制等领域有着广泛的应用前景。我一直关注着滑模控制的最新发展,而《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》这本书的出现,让我感到非常振奋。我期待这本书能够深入探讨滑模控制在电力系统中的具体应用,比如如何应用于永磁同步电机的高动态性能控制,如何用于不确定参数下的开关电源控制,或者如何解决由于电网波动带来的干扰。我希望书中能够提供详细的MATLAB/Simulink模型,能够展示如何从电力系统的基本方程出发,推导出滑模控制器的设计过程,并且能够仿真验证其在实际运行工况下的性能。例如,如何实现快速的动态响应,如何抑制谐波,以及如何保持系统的稳定性。我也希望书中能够提及一些针对电力系统特点的先进滑模控制技术,比如模糊滑模控制、自适应滑模控制在电力系统中的应用,以及如何处理离散时间系统中的滑模控制问题。这本新版书籍,无疑将是我进行电力系统控制理论研究和仿真实践的重要参考。

评分

这本书的封面设计非常吸引人,那种硬朗的线条和沉稳的配色,第一眼就给人一种专业、扎实的感觉。书名“滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)”更是直击核心,对于我这种在控制领域摸爬滚打多年的工程师来说,无疑是一个宝藏。虽然我还没来得及深入翻阅,但从其厚度和页码的密度来看,内容一定相当充实。我最看重的是它能否提供一套系统化的解决方案,不仅仅是理论的罗列,更重要的是如何在实际工程中应用,而MATLAB仿真的加入,无疑是给理论插上了翅膀,让抽象的概念变得触手可及。我期待着书中能够详细阐述滑模控制在不同应用场景下的具体建模、控制器设计和仿真验证过程。例如,在机器人控制、航空航天、或者电力系统等领域,滑模控制是如何克服模型不确定性、外部扰动,从而实现鲁棒性和高精度的。尤其想看到第三版在前面两版的基础上,是否引入了最新的研究成果,比如高阶滑模、终端滑模、自适应滑模等,以及它们在MATLAB中的实现细节。我也很好奇,书中对于仿真模型的搭建、参数选择、以及性能评估的标准是否都有清晰的指导。毕竟,仿真结果的有效性和可信度,很大程度上取决于建模的准确性和仿真方法的严谨性。希望这本书能帮助我将理论知识转化为实际操作能力,解决工作中遇到的棘手问题。

评分

我是一名机械设计专业的学生,虽然我的主要精力放在机械结构的创新和优化上,但我越来越意识到,一个优秀的机械系统离不开高效、鲁棒的控制。在了解了滑模变结构控制的强大之处后,我希望能够通过这本书来学习如何将其应用于我所熟悉的机械领域。我期待这本书能够从机械系统的角度出发,讲解如何建立滑模控制所需要的数学模型,例如关节动力学模型、摩擦模型、或者传动系统的模型。我希望书中能够提供一些典型的机械控制应用案例,比如如何利用滑模控制来实现高精度伺服驱动,如何控制机器人手臂完成复杂的轨迹跟踪任务,或者如何设计一个稳定的行走机构。我特别希望能看到书中关于如何利用MATLAB/Simulink搭建这些机械系统的仿真环境,并且能够详细介绍如何编写滑模控制器来驱动这些仿真模型。例如,如何处理非线性惯性、重力、科里奥利力等对控制性能的影响。我也希望书中能够提供一些关于如何进行参数整定,以及如何评估控制效果的指导,比如通过仿真观察系统的动态响应、稳态精度以及对外界干扰的抵抗能力。这本书,对我来说,不仅是一本技术书籍,更是一把开启机械与智能控制融合之门的钥匙。

评分

作为一名资深的控制工程师,我已经在自动化领域工作了十多年,期间接触过各种各样的控制策略,但滑模变结构控制始终是我非常感兴趣且认为极具潜力的一个方向。它独特的“强硬”特性,使得它在处理许多经典控制方法难以解决的问题时,能够展现出卓越的性能。我之所以对《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》这本书充满期待,是因为我深知理论与实践之间的鸿沟。很多时候,即使我们对理论了如指掌,但在实际工程中应用时,却会因为对仿真工具的不熟悉,或者对模型建立、参数调优的经验不足而寸步难行。这本书的“MATLAB仿真”属性,正好为我提供了跨越这一鸿沟的桥梁。我希望这本书能够深入探讨滑模控制在不同复杂系统中的应用,例如那些具有强非线性、多变量耦合、参数时变或者存在大量不确定性的系统。我期待书中能够提供详尽的MATLAB代码实现,并且这些代码能够做到模块化、可复用,方便我根据实际项目进行修改和扩展。同时,我也希望书中能够提供关于如何进行系统辨识、如何设计鲁棒的滑模控制器、以及如何有效地进行仿真验证的详细指南。这本新版书籍,我相信会带来更多关于先进滑模控制技术,如二阶滑模、高阶滑模、以及针对实际工程问题的优化策略等内容。

评分

这本书的出版,对于我来说,是一件值得期待的事情。作为一名在控制理论研究领域深耕多年的学者,我始终关注着滑模变结构控制的最新进展。滑模控制以其独特的鲁棒性,在处理不确定性和非线性系统方面展现出强大的生命力。然而,如何将最新的理论成果有效地转化为实际应用,并且能够被更广泛的研究者和工程师所掌握,一直是一个挑战。《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》的出现,无疑为解决这一挑战提供了重要的途径。我期待这本书能够包含最新的滑模控制理论研究成果,例如关于趋近律的设计、抖振抑制技术、以及高阶滑模控制器的发展等。更重要的是,我希望书中能够提供清晰、规范的MATLAB仿真实现,能够展示如何将这些先进的理论应用于更复杂的系统。例如,我希望看到书中能够探讨如何利用MATLAB的符号计算工具箱进行控制器推导,如何使用Simulink进行多物理场耦合系统的仿真,以及如何利用MATLAB的数据可视化工具来分析和展示仿真结果。这本新版书籍,我相信会成为我进行理论研究和指导学生的重要参考,它能够帮助我们更好地理解和应用滑模控制,并推动该领域在理论和实践上的进一步发展。

评分

我是一名初入控制领域的研究生,对滑模变结构控制有着浓厚的兴趣,但又觉得理论知识过于抽象,实践操作更是无从下手。《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》这本书,对我来说,简直是一场及时雨。我最看重的是它能够将理论和实践有机地结合起来。我希望这本书能够从最基础的概念讲起,用通俗易懂的语言解释滑模控制的核心思想,比如“滑模面”、“切换函数”、“趋近律”等等,并且通过生动形象的比喻来帮助我理解。更重要的是,我希望书中能够提供大量详细的MATLAB仿真示例,而且这些示例要足够“手把手”,让我可以跟着一步步操作,最终能够自己搭建一个简单的滑模控制仿真模型。比如,如何使用MATLAB命令窗口编写控制器代码,如何利用Simulink搭建被控对象的模型,以及如何将控制器与模型连接起来进行仿真。我希望书中能够包含一些基础的仿真案例,比如控制一个简单的二阶系统,或者一个简单的倒立摆。我期待能够通过这些仿真,直观地看到滑模控制是如何工作的,以及它相比于其他控制方法有哪些优势。这本新版书籍,我相信会成为我学习滑模控制的“启蒙书”。

评分

我是一名对控制系统充满好奇的爱好者,虽然我的专业并非控制工程,但我一直对如何让机器“听话”并高效工作着迷。滑模变结构控制以其强大的鲁棒性吸引了我,我知道它在面对不确定性和干扰时表现出色。而《滑模变结构控制MATLAB仿真(第3版)》这本书,听起来就像是为我这样的“跨界”学习者量身打造的。我希望这本书的语言风格能够比较亲切、易懂,能够用清晰的图示和直观的比喻来解释复杂的概念。如果书中能够从最基础的PID控制器开始,逐步引入滑模控制的理念,并对比分析它们在不同场景下的优劣,那将对我这样没有深厚理论背景的学习者非常有帮助。我期待书中能提供一些“从零开始”的MATLAB仿真教程,一步步带领我完成一个简单的滑模控制仿真项目,例如控制一个简单的机械臂或者平衡车。我希望能够理解为什么滑模控制能够有效,以及在MATLAB中如何可视化地展示其控制效果,比如绘制相轨迹图,观察系统状态是否能够快速收敛到滑模面上。这本书对我来说,更像是一扇探索控制世界的大门,我希望能通过它,不仅学会滑模控制的“术”,更能理解其“道”。

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