分數階控制系統設計

《分數階控制系統設計》是2014年10月國防工業出版社出版圖書，作者是王春陽、李明秋、姜淑華。

基本介紹

• 書名：分數階控制系統設計
• 作者：王春陽、李明秋、姜淑華
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2014年10月
• 頁數：155 頁
• 定價：46.80 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787118096576

內容簡介

近年來分數階控制系統的設計及套用開始成為控制領域中一個新的研究熱點本書論述了分數階控制器的設計、參數整定方法及工程套用 第1 章介紹了分數階微積分理論的基礎知識

第2 章至第4 章介紹了整數階被控對象分數階控制器的設計及仿真第5 章介紹了分數階被控對象分數階控制器的設計第6 章介紹了分數階控制器自整定方法第7 章介紹了分數階控制器的套用實例第8 章介紹了在LabVIEW 半實物仿真平台上實現分數階控制器的參數整定方法本書適用於從事控制理論及相關領域研究的科研工作者

圖書目錄

第1 章分數階微積分理論與分數階系統1

1.1分數階微積分的發展1

1.1.1分數階微積分的歷史1

1.1.2分數階微積分在控制領域的套用1

1.2基本函式2

1.3分數階微積分定義及性質4

1.3.1分數階微積分定義4

1.3.2分數階微積分性質6

1.4分數階控制系統7

1.4.1分數階控制系統描述7

1.4.2分數階控制器參數校正方法研究現狀8

1.4.3分數階系統求解方法研究現狀10

1.4.4分數階微積分特點及存在的問題10

第2 章分數階PIλD μ控制器設計11

2.1分數階PIλ D μ控制器描述11

2.1.1概述11

2.1.2分數階PIλ D μ控制器描述11

2.1.3分數階PIλ D μ控制器分類12

2.2分數階PIλ D μ控制器設計14

2.2.1PID 控制器參數變化對系統性能的影響14

2.2.2分數階PIλ D μ控制器參數整定方法16

2.3分數階PIλ D μ控制器實現19

2.3.1解析法19

2.3.2直接離散化方法20

2.3.3間接離散化方法23

2.4分數階PIλD μ控制系統設計舉例30

第3 章整數階被控對象分數階PIλD μ 魯棒控制32

3.1一階被控對象分數階PIλ Dμ 魯棒控制32

3.1.1一階被控對象與控制器模型32

3.1.2整數階PID 控制器的設計33

3.1.3分數階PIλ Dμ 控制器設計34

3.1.4數值仿真與結果分析42

3.2二階被控對象分數階PIλ Dμ 魯棒控制45

3.2.1二階被控對象與控制器模型46

3.2.2分數階PDμ 控制器設計47

3.2.3數值仿真與結果分析52

3.3三階被控對象分數階PIλ D μ 魯棒控制57

3.3.1三階被控對象與控制器模型58

3.3.2分數階PIλ Dμ 控制器設計58

3.3.3數值仿真與結果分析62

3.4時滯被控對象分數階PIλ Dμ魯棒控制64

3.4.1時滯被控對象模型64

3.4.2時滯被控對象分數階PIλ Dμ魯棒控制器設計65

3.4.3數值仿真和結果分析72

第4 章基於向量法的分數階控制器的設計78

4.1引言78

4.2基於向量法的FOPI 及FO[PI]控制器的設計78

4.2.1控制器的向量模型的建立78

4.2.2基於向量法的參數整定步驟79

4.2.3控制器的向量表示80

4.2.4IOPID 控制器參數整定82

4.2.5FOPI 控制器參數整定83

4.2.6FO[PI]控制器參數整定84

4.2.7基於向量方法的控制器參數求解唯一性86

4.2.8仿真結果87

第5 章分數階被控對象分數階PIλDμ魯棒控制92

5.1分數階被控對象與分數階控制器92

5.1.1分數階被控對象數學模型92

5.1.2控制器模型92

5.2分數階被控對象分數階PIλ D μ 魯棒控制器設計94

5.2.1整數階PID(IOPID)控制器設計94

5.2.2分數階PIλ(FOPI)控制器的設計95

5.2.3分數階PIλ (FO[PI])控制器設計96

5.2.4分數階PIλ D μ(FOPID)控制器設計98

5.3數值仿真和結果分析100

5.3.1FOPI 控制系統仿真101

5.3.2FO[PI]控制系統仿真101

5.3.3FOPID 控制系統仿真102

5.3.4基於不同控制器的分數階系統特性對比分析 103

第6 章分數階PIλD μ 控制器自整定方法104

6.1分數階PIλ D μ 控制器自整定原理104

6.2基於繼電反饋的自整定分數階PIλ 控制器的設計105

6.2.1自整定分數階PIλ(FOPI、FO[PI])控制器設計規則 105

6.2.2自整定分數階PIλ(FOPI)控制器設計106

6.2.3自整定分數階PIλ(FO[PI])控制器設計109

6.2.4自整定控制器參數求解111

6.3數值仿真與結果分析111

6.3.1高階被控對象FOPI 和FO[PI]控制系統仿真 111

6.3.2帶積分環節被控對象的FOPI 和FO[PI]控制系統仿真 115

6.3.3延遲被控對象的FOPI 和FO[PI]系統仿真117

第7 章分數階控制系統設計套用舉例121

7.1無人機飛行控制系統分數階控制器的設計121

7.1.1無人機飛行控制系統概述121

7.1.2無人機飛行控制系統數學模型122

7.1.3縱向飛行姿態控制迴路控制器設計123

7.1.4橫側向飛行姿態控制迴路控制器設計129

7.2倒立擺系統分數階控制器的設計134

7.2.1倒立擺系統的建模134

7.2.2倒立擺系統控制器的設計與仿真135

第8 章基於LabVIEW 軟體的分數階控制系統實驗140

8.1基於LabVIEW 的分數階控制系統半實物仿真平台140

8.2基於LabVIEW 的分數階控制系統特性實驗141

8.2.1基於IOPID 控制器的控制系統實驗141

8.2.2基於FOPD 控制器的控制系統實驗142

8.2.3基於FO[PD]控制器的控制系統實驗143

8.2.4動態特性分析145

參考文獻147