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　　人工智能时代到来，先进控制技术是基础。本书是《滑模变结构MATLAB仿真（第3版）》的下册，即“先进控制系统设计方法”部分。本书系统论述了几种滑模变结构控制的先进控制系统设计方法，并全部给出了MATLAB仿真分析。本书是在原有第2版的基础上修改完善而成，增加了滑模变结构控制的新知识。本书特色如下：

　　（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，均给出了完整的MATLAB仿真程序，同时也给出了程序的说明和仿真结果，具有很强的可读性。

　　（3） 着重从应用的角度出发，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） 书中介绍的各种滑模变结构控制算法非常完整，程序结构设计简单明了，便于自学和进一步开发。

　　源代码：书中全部实例代码可到清华大学出版社网站本书页面下载。

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先进的控制方法。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，同时融入了国内外同行近年来取得的**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**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、仪器仪表、计算机应用等专业的教学参考书。

作者简介

　　刘金琨，1965年生，辽宁省大连市瓦房店人。分别于1989年、1994年和1997年获东北大学工学学士、硕士和博士学位。1997年至1999年在浙江大学工业控制技术研究所从事博士后研究工作。现为北京航空航天大学控制理论与控制工程专业教授、博士生导师。主要从事智能控制、滑模变结构控制、分布式参数建模与控制的研究和教学工作。先后主持国家自然基金等科研项目10余项，发表学术论文100余篇，累计出版图书7部，其中学术专著4部。

目录

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

1.4.5收敛性分析

1.4.6仿真实例

1.5移动机器人的滑模轨迹跟踪控制

1.5.1移动机器人运动学模型

1.5.2位置控制律设计

1.5.3姿态控制律设计

1.5.4闭环系统的设计关键

1.5.5仿真实例

1.6基于全局稳定的移动机器人双环轨迹跟踪控制

1.6.1移动机器人运动学模型

1.6.2动态系统全局渐近稳定定理

1.6.3控制系统设计

1.6.4整个闭环稳定性分析

1.6.5仿真实例

参考文献

第2章 基于观测器和解耦算法的欠驱动系统滑模控制

2.1基于高增益观测器分离定理的倒立摆系统滑模控制

2.1.1高增益观测器分离定理

2.1.2基于高增益观测器的倒立摆角度镇定

2.1.3基于高增益观测器的欠驱动倒立摆控制

2.2基于欠驱动系统解耦算法的滑模控制

2.2.1欠驱动系统解耦算法

2.2.2倒立摆动力学系统的解耦

2.2.3滑模控制器的设计

2.2.4滑模参数C的设计

2.2.5仿真实例

参考文献

第3章 控制输入受限或输出受限条件下的滑模控制

……

第4章 挠性系统和奇异摄动系统的滑模控制

……

第5章 机械手滑模控制

……

第6章 基于函数逼近的机械手滑模控制

……

第7章 基于干扰观测器的机械手滑模控制

……

第8章 柔性机械手滑模控制

……

第9章 飞行器滑模控制

……

第10章 基于最优轨迹规划的滑模控制

……

前言/序言

　　有关滑模变结构控制理论及其工程应用，近年来已有大量的论文发表。作者多年来一直从事控制理论及应用方面的研究和教学工作，为了促进变结构控制和自动化技术的进步，反映滑模变结构控制设计与应用中的最新研究成果，并使广大工程技术人员能了解、掌握和应用这一领域的最新技术，学会用MATLAB语言进行滑模变结构控制器的设计，作者编写了这本书，抛砖引玉，供广大读者学习参考。

　　本书是在总结作者多年研究成果的基础上，进一步理论化、系统化、规范化、实用化后编写而成的，其特点是：

　　（1） 滑模变结构控制算法取材新颖，内容先进，重点置于学科交叉部分的前沿研究和介绍一些有潜力的新思想、新方法和新技术，取材着重于基本概念、基本理论和基本方法。

　　（2） 针对每种滑模控制算法，都给出了完整的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） 着重从应用角度出发，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，可为读者提供有益的借鉴。

　　（4） 书中给出的各种滑模变结构控制算法非常完整，程序设计结构设计简单明了，便于自学和进一步开发。

　　全书为《滑模控制MATLAB仿真（第3版）》的下册，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、基于最优轨迹规划的滑模控制。

　　本书是基于MATLAB R2013a环境编写的，各章内容具有很强的独立性，读者可以结合自己的研究方向深入学习。

　　本书程序算法使用说明如下：

　　（1） 本书程序可到www.tup.com.cn或http://ljk.buaa.edu.cn下载。

　　（2） 下载程序并复制到硬盘MATLAB运行的路径中，即可运行仿真；

　　（3） 所有算法均在MATLAB R2013a版本下运行成功，也兼容更高级版本；

　　（4） 所有控制算法按章归类，程序名与书中对应一致；

　　（5） 如果读者对算法和仿真程序有疑问，请通过电子邮件（ljk@buaa.edu.cn）与作者联系。

　　作者在滑模控制的研究中得到北京航空航天大学尔联洁教授的热情支持和指导。在本书的撰写中，研究生贺庆、杨弘竣、刘志杰、杨柳、姜婷婷等参与了部分算法的论证，在此一一表示感谢。

　　本书的研究工作得到了国家自然科学基金项目“N连杆柔性机械臂PDE建模及自适应边界控制理论研究”（编号： 61374048）的支持。

　　由于作者水平有限，书中难免存在一些不足和错误之处，欢迎广大读者批评指正。

　　刘金琨

　　2015年12月于北京航空航天大学

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