先進PID控製MATLAB仿真(第4版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉金琨編著 著

圖書標籤:

• PID控製
• MATLAB
• 仿真
• 控製理論
• 自動控製
• 電機控製
• 過程控製
• 智能控製
• 算法
• 第四版
• 工程應用

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121288463

商品編碼：10480294121

齣版時間：2016-06-01

先進PID控製MATLAB仿真 作  者:劉金琨 編著 定  價:79.8 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2016年06月01日 頁  數:526 裝  幀:平裝 ISBN:9787121288463 ●第1章基本的PID控製1
●1.1PID控製原理1
●1.2連續係統的模擬PID仿真2
●1.2.1基本的PID控製2
●1.2.2綫性時變係統的PID控製8
●1.3數字PID控製12
●1.3.1位置式PID控製算法12
●1.3.2連續係統的數字PID控製仿真13
●1.3.3離散係統的數字PID控製仿真18
●1.3.4增量式PID控製算法及仿真25
●1.3.5積分分離PID控製算法及仿真26
●1.3.6抗積分飽和PID控製算法及仿真31
●1.3.7梯形積分PID控製算法34
●1.3.8變速積分PID算法及仿真34
●1.3.9帶濾波器的PID控製仿真38
●1.3.10不完全微分PID控製算法及仿真44
●1.3.11微分先行PID控製算法及仿真48
●1.3.12帶死區的PID控製算法及仿真51
●1.3.13基於前饋補償的PID控製算法及仿真55
●1.3.14步進式PID控製算法及仿真57
●部分目錄

內容簡介

全書共分17章，包括基本的PID控製、PID控製器的整定、時滯係統PID控製、基於微分器的PID控製、基於觀測器的PID控製、自抗擾控製器及其PID控製、PD魯棒自適應控製、專傢PID控製和模糊PD控製、神經網絡PID控製、基於差分進化的PID控製、伺服係統PID控製、迭代學習PID控製、撓性及奇異攝動係統的PD控製、機械手PID控製、飛行器雙閉環PD控製、倒立擺係統的控製及GUI動畫演示，以及其他控製方法的設計。每種方法都給齣瞭算法推導、實例分析和相應的MATLAB仿真設計程序。 劉金琨 編著 劉金琨，遼寜人，1965年生。分彆於1989年7月，1994年3月和1997年3月獲東北大學工學學士、工學碩士和工學博士學位。1997年3月至1998年12月在浙江大學工業控製技術研究所做博士後研究工作。1999年1月至1999年7月在香港科技大學從事閤作研究。1999年11月至今在北京航空航天大學自動化學院從事教學與科研工作，現任教授，博士導師。主講《智能控製》、《優選控製係統設計》和《係統辨識》等課程。研究方嚮為控製理論與應用。自從從事研究工作以來，主持國傢自然基金等科研項目10餘項，以靠前作者發錶學術論文100餘篇。曾齣版《智能控製》、《機器人控製係統的設計與Matlab仿真》、《滑模變等

《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》圖書簡介 一、本書概覽與定位 《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》是一本緻力於為讀者提供全麵、深入的PID（比例-積分-微分）控製器理論及其在MATLAB/Simulink環境下的高級仿真應用的專業技術書籍。本書在前三版基礎上，結閤最新的控製理論發展和工程實踐需求，對內容進行瞭係統性的更新和擴展，旨在幫助讀者掌握PID控製器的設計、分析、優化與實際應用的全過程。 本書的目標讀者群體廣泛，包括但不限於： 高校學生： 自動化、電氣工程、機械工程、控製科學與工程等專業的本科生、研究生，以及從事相關領域研究的博士生。本書將為他們提供紮實的理論基礎和實用的仿真技能，為學術研究和畢業設計打下堅實基礎。 工程技術人員： 在工業自動化、過程控製、機器人、航空航天、電力係統、汽車電子等領域工作的工程師。本書將幫助他們理解和應用先進的PID控製策略，解決實際工程中的控製難題，提升産品性能和係統效率。 科研人員： 從事先進控製理論研究和應用的科研工作者。本書提供的最新研究成果和仿真方法，將為他們的研究提供有益的參考和啓發。 PID控製愛好者： 對PID控製技術有濃厚興趣，希望係統學習並掌握相關知識的自學者。 本書最大的特色在於其“理論與實踐並重”的理念。它不僅詳盡闡述瞭PID控製的數學原理、不同變種的優缺點，更重要的是，將這些理論知識與MATLAB/Simulink這一強大的仿真工具緊密結閤，通過大量生動、具體的實例，引導讀者親手完成各種PID控製器的設計、仿真與調優過程。本書承諾不包含任何非PID控製理論的內容，例如模糊控製、神經網絡控製、模型預測控製等，而是專注於PID控製本身的深化與拓展。 二、內容深度與廣度 本書在PID控製理論的深度上進行瞭細緻的挖掘，從最基礎的P、PI、PID控製器原理齣發，逐步深入到各種高級PID控製策略和優化方法。 1. PID控製器基礎理論的再審視與深化： 基本PID控製器原理： 詳細闡述比例（P）、積分（I）、微分（D）項的物理意義、作用機製以及它們對係統響應的影響。本書將用清晰的數學推導和直觀的圖示，幫助讀者建立對PID控製器核心概念的深刻理解。 離散化PID控製器： 介紹將連續時間PID控製器轉換為離散時間形式的多種方法（如前嚮歐拉、後嚮歐拉、Tustin變換等），並分析其精度和適用性。 PID參數整定方法： 全麵介紹經典的PID參數整定方法，包括人工調優法（如試湊法）、經驗公式法（如齊格勒-尼科爾斯法）、以及更具係統性的優化方法。 2. 先進PID控製策略與改進： 本書的核心在於對PID控製進行“先進”的闡釋，這體現在對傳統PID的各種改進和拓展上。 抗積分飽和與抗微分飽和： 針對實際係統中常見的積分飽和和微分飽和問題，介紹多種有效的解決方案，如增量式PID、帶死區積分、條件積分、微分先行等。 抗乾擾PID控製： 探討如何設計PID控製器以增強係統對外部乾擾的魯棒性，包括結閤前饋控製、乾擾觀測器等思想。 自適應PID控製： 介紹如何使PID控製器參數能夠根據係統變化而自動調整，以適應非綫性、時變係統。重點講解基於模型參考自適應控製（MRAC）和自調諧（Self-Tuning）的自適應PID方法。 模糊PID控製： 講解如何利用模糊邏輯的推理能力來在綫調整PID參數，以提高控製器在非綫性或參數不確定的情況下的性能。這部分將專門介紹如何設計模糊規則庫和隸屬度函數。 預測PID控製： 介紹基於簡單模型預測思想的PID控製器，如何利用對係統未來行為的短期預測來改善控製效果。 多自由度PID控製器： 討論如何通過引入前饋通道或改變反饋結構，實現對設定值響應和抗乾擾性能的解耦優化。 基於觀測器的PID控製： 結閤狀態觀測器（如卡爾曼濾波器、Luenberger觀測器）的思想，實現對係統不可測量狀態變量的估計，從而更好地設計和應用PID控製器，尤其是在需要利用微分項但難以直接測量導數的情況下。 3. MATLAB/Simulink仿真平颱的深度應用： 本書將MATLAB/Simulink作為核心仿真工具，提供詳盡的指導。 Simulink模型構建： 詳細介紹如何利用Simulink庫中的模塊搭建各種PID控製係統模型，包括被控對象模型、控製器模型、執行器與傳感器模型等。 PID控製器模塊的使用： 重點講解Simulink中內置的PID Controller模塊的各種配置選項、調優工具（如PID Tuner），以及如何使用MATLAB腳本對其進行參數化配置和在綫調整。 自定義PID模塊的開發： 對於書中介紹的先進PID控製策略，將指導讀者如何通過MATLAB Function模塊或S-function等方式，在Simulink中實現自定義的PID控製器算法。 仿真分析與性能評估： 教授讀者如何利用Simulink提供的仿真工具，如Scope、To Workspace、Simulation Data Inspector等，對仿真結果進行可視化和數據分析。介紹常用的性能指標（如超調量、調節時間、穩態誤差、積分絕對誤差IAE、積分平方誤差ISE等），以及如何通過仿真來評估不同PID策略的性能。 參數整定工具箱的應用： 深入介紹MATLAB Control System Toolbox和Simulink Control Design中的PID調優工具，如`pidtune`函數、PID Tuner App等，以及如何利用這些工具實現自動化參數整定。 模型驗證與代碼生成： 簡要介紹如何利用仿真結果對模型進行驗證，以及如何為嵌入式係統生成PID控製器的C代碼（可選但有價值）。 三、章節結構與學習路徑 本書采用邏輯清晰、循序漸進的章節結構，為讀者提供一條係統性的學習路徑。 第一部分：PID控製基礎。 從PID控製的基本原理、數學模型、時域和頻域特性入手，為讀者建立紮實的理論基礎。 第二部分：PID控製器設計與經典整定。 介紹各種經典的PID參數整定方法，以及在MATLAB/Simulink中的實現與仿真驗證。 第三部分：先進PID控製策略。 這是本書的核心內容，逐一詳細講解各種改進型PID控製器，包括其理論原理、數學模型、設計步驟和在Simulink中的仿真實現。例如，可能包含“抗積分飽和與抗微分飽和技術”、“自適應PID控製原理與實現”、“模糊PID控製的構建”、“預測PID及其仿真應用”等章節。 第四部分：PID控製係統的仿真與應用。 重點在於如何將所學的PID理論和先進策略應用於具體的仿真場景，並通過豐富的工程實例來展示PID控製的強大能力。這些實例將涵蓋不同類型的係統，例如電機速度控製、溫度控製、位置控製等。 第五部分：性能優化與魯棒性分析（可能作為附錄或獨立章節）。 探討如何進一步優化PID控製器性能，以及對PID控製器在存在模型不確定性或外部擾動時，進行魯棒性分析的方法。 四、本書的獨特價值與優勢 專注與深度： 100%專注於PID控製技術，不混雜其他控製理論，力求將PID控製的理論深度和工程應用廣度發揮到極緻。 MATLAB/Simulink集成： 將MATLAB/Simulink的仿真應用貫穿始終，提供大量的可運行代碼和模型示例，使理論學習與實踐操作無縫對接。 最新發展 반영： 及時更新瞭PID控製領域的最新研究成果和工程實踐中的先進技術。 結構化學習： 科學的章節劃分和學習路徑設計，確保讀者能夠係統、有效地掌握PID控製知識。 實例豐富： 大量貼近實際工程的仿真案例，幫助讀者理解PID控製在解決實際問題中的應用。 實操性強： 讀者可以通過跟著書本動手實踐，快速提升PID控製係統的仿真設計與調優能力。 五、結語 《先進PID控製MATLAB仿真（第4版）》不僅僅是一本技術手冊，更是一本引導讀者深入理解和掌握PID控製精髓的實踐指南。無論您是希望夯實理論基礎的學生，還是緻力於解決工程實際問題的工程師，亦或是探索控製理論前沿的研究者，本書都將是您不可或缺的寶貴資源。通過本書的學習，您將能夠自信地設計、分析和優化各種PID控製係統，從而在您的專業領域取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的係統集成工程師，我最看重的是技術資料的“拿來即用”屬性，而這本書在這方麵錶現得尤為突齣。它並非高懸於空中的純理論探討，而是緊密圍繞工程實踐中遇到的痛點進行深入剖析和解決方案的構建。書中所提供的案例分析，其復雜度和貼近現實問題的程度，讓我感到非常親切。例如，針對某一特定工業流程中常見的非綫性和時間延遲問題，作者不僅分析瞭傳統方法的局限性，還給齣瞭一整套基於最新算法的優化策略，每一步的參數選擇和模型建立過程都解釋得淋灕盡緻。更棒的是，它強調瞭不同控製策略在實際部署中可能遇到的硬件限製和計算資源瓶頸，這種“接地氣”的討論，是許多學院派著作所缺乏的。這本書真正實現瞭理論指導實踐的價值，極大地提高瞭我在解決實際工程難題時的效率和信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度，可以說在同類著作中達到瞭一個令人驚嘆的高度。它不僅僅停留在對經典控製理論的機械重復上，而是真正做到瞭“融會貫通，推陳齣新”。其中對於現代控製理論中一些前沿思想的引入和探討，尤其令人耳目一新，顯示齣作者深厚的學術功底和敏銳的洞察力。我印象最深的是關於魯棒性和最優控製結閤的章節，作者沒有采用晦澀難懂的數學語言去堆砌證明，而是巧妙地結閤瞭實際工程中的約束條件進行闡述，使得抽象的概念變得鮮活且可操作。這種平衡理論深度與工程實用性的能力，是許多作者難以企及的。讀完這部分內容，我感覺自己的知識體係得到瞭極大的拓寬，對於如何設計齣能在真實、不確定環境中穩定運行的控製係統，有瞭更本質的理解和更堅實的理論支撐。這本書無疑是為那些渴望超越“教科書式”知識、追求卓越性能的工程師和研究人員量身定製的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格可謂是行雲流水，如同與一位經驗豐富的前輩進行深度交流。作者的敘事節奏把握得恰到好處，張弛有度。在介紹關鍵概念時，筆鋒犀利，直擊要害，不容許任何模糊地帶；而在進行復雜推導或背景介紹時，又不失嚴謹的鋪墊和詳盡的解釋，讓人讀起來絲毫不會感到枯燥或吃力。更難得的是，作者在行文中不時穿插一些關於特定控製哲學或設計理念的個人見解，這些觀點往往能起到畫龍點睛的作用，引導讀者進行更深層次的思考，而非僅僅停留在對公式的模仿上。這種富有感染力和啓發性的文字魅力，是那種乾巴巴、機械式記錄知識的書籍所望塵莫及的。它激發瞭我主動去探索相關領域更多細枝末節的渴望，可以說，它不隻是一本教材，更像是一盞指引迷途的燈塔。

評分☆☆☆☆☆

我必須指齣，這本書在結構組織和章節間的銜接上，體現瞭一種高度成熟的學術編排藝術。它不像一些書籍那樣，將不同主題割裂開來，而是構建瞭一個宏大而統一的知識框架。比如，某一章對模糊邏輯的引入，並非孤立存在，而是被巧妙地嵌入到更宏觀的自適應控製框架之下進行討論，使得讀者能清晰地看到不同控製範式之間的內在聯係與相互藉鑒之處。這種“大局觀”的展現，對於建立係統化的知識體係至關重要。此外，書中對曆史發展脈絡的梳理也做得非常到位，讓讀者明白每一個控製方法的産生並非偶然，而是對前人局限性的有力迴應。這種條理清晰、層層遞進的敘事結構，保證瞭閱讀的連貫性和知識吸收的效率，真正做到瞭將復雜的知識體係，以最有效、最易於理解的方式呈現給讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量實在令人印象深刻，厚實的紙張拿在手裏就有一種沉甸甸的學術氣息。封麵設計簡約而不失專業感，配色沉穩，很符閤技術類書籍的調性。打開書本，字體的排版清晰易讀，圖錶的繪製規範且信息量適中，這對於需要反復查閱和比對公式的讀者來說，簡直是福音。我尤其欣賞作者在內容組織上的匠心獨運，邏輯鏈條非常緊湊，從基礎理論的鋪陳到復雜應用的拓展，每一步都銜接得恰到好處，讓人感覺作者是真正站在讀者的角度，耐心引導我們逐步深入理解核心概念。這種對細節的關注，遠超一般教材的水平，體現齣編者對知識傳遞的極緻追求。即便是初次接觸該領域的新手，也能因為這種良好的閱讀體驗而保持較高的學習興趣，不會輕易産生畏難情緒。整個閱讀過程，與其說是學習，不如說是一種享受，仿佛作者正握著你的手，帶你領略理論之美。