《分數階控制器設計方法與振動抑制性能分析》主要圍繞分數階微積分運算元的近似化方法、分數階控制器實現方法、基於神經網路的分數階控制器參數整定方法、基於電機振動與定子電流 頻譜分析的分數階控制器性能分析以及對交流電機調速系統測控平台與分 數階控制器設計平台等問題進行了詳細論述與說明 《分數階控制器設計方法與振動抑制性能分析》共11章,主要分為分數階微積分基本理論、分數階微積分運算元的近似方法、分數階prD15控制器的設計與實現、分數階交流電機調速系統的建立、交流電機振動頻譜特性與分數階prD15控制器振動抑制性能分析六部分。
基本介紹
- 中文名：分數階控制器設計方法與振動抑制性能分析
- 類型：科技
- 出版日期：2014年6月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7030410106
- 作者：李文 趙慧敏
- 出版社：科學出版社
- 頁數：217頁
- 開本：5
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《分數階控制器設計方法與振動抑制性能分析》可作為自動化與智慧型控制領域的高年級本科生、研究生、科研工作者和工程技術人員的教學與參考用書。
圖書目錄
前言
第1章緒論
1.1分數階微積分發展概述
1.2分數階微積分定義發展簡介
1.2.1各種定義的提出
1.2.2存在的分歧
1.3分數階微積分在控制領域中的套用
1.4分數階微積分與整數階微積分的比較
本章小結
參考文獻
第2章相關分數階微積分理論基礎
2.1引言
2.2特殊函式
2.2.1Gamma函式
2.2.2Bata函式
2.2.3Mittag—Leffler函式
2.3三種分數階微積分時域定義
2.3.1Grunwald—Letnikov分數階微積分定義
2.3.2Riemann—Liouville分數階微積分
2.3.3Caputo分數階微積分定義
2.4相關分數階微分性質
2.4.1線性性質
2.4.2分數階微分的Leibniz規則
2.4.3趨近於下限的分數階微分狀態
2.4.4遠離下限的分數階微分狀態
2.5分數階微分的Laplace變換
2.5.1Laplace變換基本知識回顧
2.5.2Riemann—Liouville分數階微分的Laplace變換
2.5.3Caputo分數階微分的Laplace變換
2.5.4Grunwald—Letnikov分數階微分的Laplace變換
2.6線性時不變分數階系統
2.6.1線性時不變系統的分數階微分方程及其求解
2.6.2分數階線性時不變系統的描述
2.6.3分數階線性時不變系統可觀測性與可控性
2.6.4分數階線性時不變系統穩定性
2.7分數階線性時不變系統穩定性分析舉例
2.7.1多值函式特性在Riemann平面中的表達
2.7.2極點位置與時間回響的關係
2.7.3分數階系統在頻率域的穩定性分析
本章小結
參考文獻
第3章分數階微積分運算元的近似方法
3.1直接離散化方法
3.1.1常用生成函式
3.1.2連分式展開法
3.1.3Euler生成函式連分式展開法
3.1.4Tustin生成函式連分式展開法
3.1.5Al—Alaoui生成函式連分式展開法
3.1.6三種生成函式連分式展開法的逼近效果對比
3.2間接離散化方法
3.2.10ustaloup方法
3.2.2逼近階次的選擇
本章小結
參考文獻
第4章基於函式逼近理論的分數階微積分運算元近似方法
4.1函式逼近
4.1.1函式逼近的基本概念
4.1.2最佳一致逼近
4.2基於最佳有理逼近的分數階微積分運算元近似方法
4.2.1最佳有理逼近定義與存在性引理
4.2.2分數階積分運算元的最佳有理逼近
4.2.3算法驗證
4.2.4分數階微分運算元的最佳有理逼近
4.3基於聯合最優有理逼近的分數階微積分運算元近似方法
4.3.1聯合最優有理逼近的定義
4.3.2算法步驟
4.3.3算法驗證
本章小結
參考文獻
第5章分數階PIαDβ控制器設計方法
5.1基於直接離散化方法的分數階控制器設計
5.1.1基於Tustin運算元的分數階PIαDβ控制器設計
5.1.2基於Al—Alaoui運算元的分數階PIαDβ控制器設計
5.2基於間接離散化方法的分數階PIαDβ控制器設計
5.2.1設計步驟
5.2.2設計實例1
5.2.3設計實例2
本章小結
參考文獻
第6章基於神經網路的分數階PIαDβ控制器參數整定
6.1神經網路的基礎理論
6.1.1神經網路定義
6.1.2神經元的結構模型
6.1.3人工神經網路結構模型
6.2BP神經網路
6.2.1BP神經網路的定義及結構
6.2.2BP神經網路的學習過程
6.2.3BP神經網路特點簡介
6.2.4BP神經網路隱層結構節點選擇的原則
6.3基於BP神經網路的分數階PIαDβ控制器結構與參數整定原理
6.3.1基於BP神經網路的分數階PIαDβ控制器結構
6.3.2神經網路結構的確定
6.4基於BP神經網路的分數階PIαDβ控制器參數整定算法
6.4.1神經網路各層輸出計算
6.4.2基於誤差反向傳播的網路權係數修正算法
本章小結
參考文獻
第7章基於MATLAB的分數階PIαDβ控制器設計平台
7.1控制器設計平台的結構化設計
7.2控制器設計平台簡介
7.2.1控制器設計平台功能簡介
7.2.2控制器設計平台功能模組簡介
7.3平台軟體設計與實現
7.3.1靜態界面的設計與創建
7.3.2分數階積分運算元有理逼近函式生成模組的設計
7.3.3控制器傳遞函式生成模組的設計
7.3.4軟體中參數傳遞方法說明
本章小結
參考文獻
第8章交流電機調速系統測控平台的設計與實現
8.1測控平台功能簡介
8.2測控平台硬體的設計與實現
8.2.1總體設計
8.2.2轉速信號採集電路
8.2.3電壓信號採集電路
8.2.4振動信號採集電路
8.2.5電流信號採集電路
8.2.6控制電流輸出外部接線
8.3測控平台的軟體設計與實現
8.3.1總體設計
8.3.2控制器算法實現
8.3.3轉速反饋程式設計與實現
8.3.4電壓反饋程式設計與實現
8.3.5控制臺程式設計與實現
8.3.6頻譜分析程式設計與實現
8.3.7振動信號檢測程式設計與實現
本章小結
第9章變頻調速下的交流電機振動頻譜特徵
9.1變頻器驅動的異步電機諧波分析
9.1.1變頻器輸出電壓諧波分析
9.1.2異步電機諧波轉矩分析
9.2變頻調速下的交流電機振動頻譜特徵分析
9.2.1調壓器與變頻器驅動下電機頻譜對比分析
9.2.2變頻器載波頻率對電機振動的影響
本章小結
參考文獻
……
第10章分數階PIαDβ控制器振動抑制性能分析
第11章分數階干擾觀測器
參考文獻
第1章緒論
1.1分數階微積分發展概述
1.2分數階微積分定義發展簡介
1.2.1各種定義的提出
1.2.2存在的分歧
1.3分數階微積分在控制領域中的套用
1.4分數階微積分與整數階微積分的比較
本章小結
參考文獻
第2章相關分數階微積分理論基礎
2.1引言
2.2特殊函式
2.2.1Gamma函式
2.2.2Bata函式
2.2.3Mittag—Leffler函式
2.3三種分數階微積分時域定義
2.3.1Grunwald—Letnikov分數階微積分定義
2.3.2Riemann—Liouville分數階微積分
2.3.3Caputo分數階微積分定義
2.4相關分數階微分性質
2.4.1線性性質
2.4.2分數階微分的Leibniz規則
2.4.3趨近於下限的分數階微分狀態
2.4.4遠離下限的分數階微分狀態
2.5分數階微分的Laplace變換
2.5.1Laplace變換基本知識回顧
2.5.2Riemann—Liouville分數階微分的Laplace變換
2.5.3Caputo分數階微分的Laplace變換
2.5.4Grunwald—Letnikov分數階微分的Laplace變換
2.6線性時不變分數階系統
2.6.1線性時不變系統的分數階微分方程及其求解
2.6.2分數階線性時不變系統的描述
2.6.3分數階線性時不變系統可觀測性與可控性
2.6.4分數階線性時不變系統穩定性
2.7分數階線性時不變系統穩定性分析舉例
2.7.1多值函式特性在Riemann平面中的表達
2.7.2極點位置與時間回響的關係
2.7.3分數階系統在頻率域的穩定性分析
本章小結
參考文獻
第3章分數階微積分運算元的近似方法
3.1直接離散化方法
3.1.1常用生成函式
3.1.2連分式展開法
3.1.3Euler生成函式連分式展開法
3.1.4Tustin生成函式連分式展開法
3.1.5Al—Alaoui生成函式連分式展開法
3.1.6三種生成函式連分式展開法的逼近效果對比
3.2間接離散化方法
3.2.10ustaloup方法
3.2.2逼近階次的選擇
本章小結
參考文獻
第4章基於函式逼近理論的分數階微積分運算元近似方法
4.1函式逼近
4.1.1函式逼近的基本概念
4.1.2最佳一致逼近
4.2基於最佳有理逼近的分數階微積分運算元近似方法
4.2.1最佳有理逼近定義與存在性引理
4.2.2分數階積分運算元的最佳有理逼近
4.2.3算法驗證
4.2.4分數階微分運算元的最佳有理逼近
4.3基於聯合最優有理逼近的分數階微積分運算元近似方法
4.3.1聯合最優有理逼近的定義
4.3.2算法步驟
4.3.3算法驗證
本章小結
參考文獻
第5章分數階PIαDβ控制器設計方法
5.1基於直接離散化方法的分數階控制器設計
5.1.1基於Tustin運算元的分數階PIαDβ控制器設計
5.1.2基於Al—Alaoui運算元的分數階PIαDβ控制器設計
5.2基於間接離散化方法的分數階PIαDβ控制器設計
5.2.1設計步驟
5.2.2設計實例1
5.2.3設計實例2
本章小結
參考文獻
第6章基於神經網路的分數階PIαDβ控制器參數整定
6.1神經網路的基礎理論
6.1.1神經網路定義
6.1.2神經元的結構模型
6.1.3人工神經網路結構模型
6.2BP神經網路
6.2.1BP神經網路的定義及結構
6.2.2BP神經網路的學習過程
6.2.3BP神經網路特點簡介
6.2.4BP神經網路隱層結構節點選擇的原則
6.3基於BP神經網路的分數階PIαDβ控制器結構與參數整定原理
6.3.1基於BP神經網路的分數階PIαDβ控制器結構
6.3.2神經網路結構的確定
6.4基於BP神經網路的分數階PIαDβ控制器參數整定算法
6.4.1神經網路各層輸出計算
6.4.2基於誤差反向傳播的網路權係數修正算法
本章小結
參考文獻
第7章基於MATLAB的分數階PIαDβ控制器設計平台
7.1控制器設計平台的結構化設計
7.2控制器設計平台簡介
7.2.1控制器設計平台功能簡介
7.2.2控制器設計平台功能模組簡介
7.3平台軟體設計與實現
7.3.1靜態界面的設計與創建
7.3.2分數階積分運算元有理逼近函式生成模組的設計
7.3.3控制器傳遞函式生成模組的設計
7.3.4軟體中參數傳遞方法說明
本章小結
參考文獻
第8章交流電機調速系統測控平台的設計與實現
8.1測控平台功能簡介
8.2測控平台硬體的設計與實現
8.2.1總體設計
8.2.2轉速信號採集電路
8.2.3電壓信號採集電路
8.2.4振動信號採集電路
8.2.5電流信號採集電路
8.2.6控制電流輸出外部接線
8.3測控平台的軟體設計與實現
8.3.1總體設計
8.3.2控制器算法實現
8.3.3轉速反饋程式設計與實現
8.3.4電壓反饋程式設計與實現
8.3.5控制臺程式設計與實現
8.3.6頻譜分析程式設計與實現
8.3.7振動信號檢測程式設計與實現
本章小結
第9章變頻調速下的交流電機振動頻譜特徵
9.1變頻器驅動的異步電機諧波分析
9.1.1變頻器輸出電壓諧波分析
9.1.2異步電機諧波轉矩分析
9.2變頻調速下的交流電機振動頻譜特徵分析
9.2.1調壓器與變頻器驅動下電機頻譜對比分析
9.2.2變頻器載波頻率對電機振動的影響
本章小結
參考文獻
……
第10章分數階PIαDβ控制器振動抑制性能分析
第11章分數階干擾觀測器
參考文獻
