機器人控制系統的設計與MATLAB仿真：先進設計方法

《機器人控制系統的設計與MATLAB仿真：先進設計方法》是2017年清華大學出版社出版的圖書，圖書作者是劉金琨。

基本介紹

• 書名：《機器人控制系統的設計與MATLAB仿真：先進設計方法》
• 作者：劉金琨
• ISBN：9787302470083
• 定價：99元
• 出版時間：2017.11.01

基本信息

作者：劉金琨
定價：99元
印次：1-1
ISBN：9787302470083
出版日期：2017.11.01
印刷日期：2017.11.03

內容簡介

本書系統地介紹了機械手為主的先進控制器的設計和分析方法，是作者多年從事機器人控制系統教學和科研工作的結晶，同時融入了國內外同行近年來所取得的最新成果。本書是在原有《機器人控制系統的設計與MATLAB仿真》基礎上撰寫而成的。全書分為上下兩冊，作為下冊，本冊以電機、機械手、倒立擺、移動機器人和四旋翼飛行器為對象，共分13章，包括控制系統輸出受限控制、控制輸入受限控制、基於軌跡規劃的機械手控制、機械手模糊自適應反演控制、機械手疊代學習控制、柔性機械手反演及動態面控制、柔性機械臂分散式參數邊界控制、移動機器人的軌跡跟蹤控制、移動機器人雙環軌跡跟蹤控制、四旋翼飛行器軌跡控制、基於LMI的控制系統設計、基於線性矩陣不等式的倒立擺TS模糊控制和執行器容錯控制。

目錄結構

第1章控制系統輸出受限控制

1.1輸出受限引理

1.2位置輸出受限控制

1.2.1系統描述

1.2.2控制器設計

1.2.3仿真實例

1.3位置及速度輸出受限控制

1.3.1多狀態輸出受限引理

1.3.2系統描述

1.3.3控制器設計與分析

1.3.4仿真實例

1.4按設定誤差性能指標收斂控制

1.4.1問題描述

1.4.2跟蹤誤差性能函式設計

1.4.3收斂性分析

1.4.4仿真實例

參考文獻

第2章控制系統輸入受限控制

2.1基於雙曲正切的控制輸入受限控制

2.1.1定理及分析

2.1.2基於雙曲正切的控制輸入受限控制

2.1.3仿真實例

2.2負載未知下的控制輸入受限控制

2.2.1問題的提出

2.2.2自適應控制律設計

2.2.3閉環系統穩定性分析

2.2.4仿真實例

2.3帶擾動的控制輸入受限控制

2.3.1系統描述

2.3.2指數收斂干擾觀測器設計

2.3.3控制器的設計及分析

2.3.4仿真實例

2.4基於反演的非線性系統控制輸入受限控制

2.4.1系統描述

2.4.2雙曲正切光滑函式特點

2.4.3控制輸入受限方法

2.4.4基於反演的控制算法設計

2.4.5仿真實例

2.5基於輸出受限和輸入受限的控制

2.5.1系統描述

2.5.2控制器設計

2.5.3基於反演的控制算法設計

2.5.4仿真實例

2.6基於反演的控制輸入及變化率受限控制

2.6.1系統描述

2.6.2控制輸入受限方法

2.6.3基於反演的控制算法設計

2.6.4仿真實例

2.7基於反演的控制輸入及變化率受限軌跡跟蹤控制

2.7.1系統描述

2.7.2控制輸入受限方法

2.7.3基於反演的控制算法設計

2.7.4仿真實例

2.8基於反演的控制輸入及變化率受限魯棒控制

2.8.1系統描述

2.8.2控制輸入受限方法

2.8.3基於反演的控制算法設計

2.9基於Nussbaum函式的控制輸入受限控制

2.9.1系統描述

2.9.2輸入受限控制方法

2.9.3基於反演的輸入受限控制算法設計

2.9.4仿真實例

附錄

參考文獻

第3章基於軌跡規劃的機械手控制

3.1差分進化算法

3.1.1差分進化算法的提出

3.1.2標準差分進化算法

3.1.3差分進化算法的基本流程

3.1.4差分進化算法的參數設定

3.1.5基於差分進化算法的函式最佳化

3.2軌跡規划算法的設計

3.2.1一個簡單的樣條插值實例

3.2.2軌跡規划算法介紹

3.2.3最優軌跡的設計

3.3單關節機械手最優軌跡控制

3.3.1問題的提出

3.3.2最優軌跡的最佳化

3.3.3仿真實例

3.4雙關節機械手最優軌跡控制

3.4.1系統描述

3.4.2規劃器設計

3.4.3仿真實例

參考文獻

第4章機械手模糊自適應反演控制

4.1基於反演方法的單關節機器人自適應模糊控制

4.1.1系統描述

4.1.2Backstepping控制器設計

4.1.3基於Backstepping的自適應模糊控制

4.1.4仿真實例

4.2雙關節機械臂的自適應模糊反演控制

4.2.1系統描述

4.2.2傳統Backstepping控制器設計及穩定性分析

4.2.3仿真實例

參考文獻

第5章機械手自適應疊代學習控制

5.1控制器增益自適應整定的機械手疊代學習控制

5.1.1問題的提出

5.1.2控制器設計

5.1.3收斂性分析

5.1.4仿真實例

5.2基於增益自適應整定的機械手疊代學習控制的改進

5.2.1算法的改進

5.2.2仿真實例

5.3基於切換增益的單關節機械手疊代學習控制

5.3.1問題描述

5.3.2自適應疊代學習控制器設計

5.3.3收斂性分析

5.3.4仿真實例

5.4基於切換增益的多關節機械手疊代學習控制

5.4.1問題的提出

5.4.2三個定理及收斂性分析

5.4.3仿真實例

附錄

參考文獻

第6章柔性機械手反演及動態面控制

6.1柔性機械手的反演控制

6.1.1系統描述

6.1.2反演控制器設計

6.1.3仿真實例

6.2柔性機械手動態面控制

6.2.1系統描述

6.2.2控制律設計

6.2.3穩定性分析

6.2.4仿真實例

6.3柔性關節機械手K觀測器設計及分析

6.3.1K觀測器設計原理

6.3.2柔性關節機械手模型描述與變換

6.3.3柔性關節機械手K觀測器設計與分析

6.3.4按A0為Hurwitz進行K的設計

6.3.5仿真實例

6.4基於K觀測器的柔性關節機械手動態面控制

6.4.1控制算法設計

6.4.2穩定性分析

6.4.3仿真實例

6.5柔性機械手神經網路反演控制

6.5.1系統描述

6.5.2反演控制器設計

6.5.3仿真實例

參考文獻

第7章柔性機械臂分散式參數邊界控制

7.1柔性機械臂的偏微分方程動力學建模

7.1.1柔性機械臂的控制問題

7.1.2柔性機械臂的偏微分方程建模

7.2柔性機械臂分散式參數邊界控制——指數收斂方法

7.2.1引理

7.2.2邊界控制律的設計

7.2.3仿真實例

7.3柔性機械臂分散式參數邊界控制LaSalle分析方法

7.3.1模型描述

7.3.2模型的空間轉換

7.3.3閉環系統耗散性分析

7.3.4半群和緊湊性分析

7.3.5收斂性分析

7.3.6仿真實例

附錄

參考文獻

第8章移動機器人的軌跡跟蹤控制

8.1移動機器人運動學反演控制

8.1.1運動學模型的建立

8.1.2反演控制器設計

8.1.3仿真實例

8.2移動機器人動力學反演控制

8.2.1動力學模型的建立

8.2.2反演控制器設計

8.2.3仿真實例

8.3移動機器人軌跡跟蹤疊代學習控制

8.3.1數學基礎

8.3.2系統描述

8.3.3控制律設計及收斂性分析

8.3.4仿真實例

參考文獻

第9章移動機器人雙環軌跡跟蹤控制

9.1移動機器人的滑模軌跡跟蹤控制

9.1.1移動機器人運動學模型

9.1.2位置控制律設計（外環）

9.1.3姿態控制律設計（內環）

9.1.4閉環系統的設計關鍵

9.1.5仿真實例

9.2基於全局穩定的移動機器人雙環軌跡跟蹤控制

9.2.1移動機器人運動學模型

9.2.2動態系統全局漸近穩定定理

9.2.3控制系統設計

9.2.4整個閉環穩定性分析

9.2.5仿真實例

9.3移動機器人雙環編隊控制

9.3.1移動機器人運動學模型

9.3.2控制系統設計

9.3.3整個閉環穩定性分析

9.3.4仿真實例

參考文獻

第10章四旋翼飛行器軌跡控制

10.1基於內外環的四旋翼飛行器的PD控制

10.1.1四旋翼飛行器動力學模型

10.1.2位置控制律設計

10.1.3虛擬姿態角度求解

10.1.4姿態控制律設計

10.1.5閉環系統的設計關鍵

10.1.6仿真實例

10.2基於雙閉環的四旋翼飛行器速度控制

10.2.1四旋翼飛行器動力學模型

10.2.2四旋翼飛行器速度控制

10.2.3虛擬姿態角度求解

10.2.4姿態控制律設計

10.2.5閉環系統的設計關鍵

10.2.6仿真實例

10.3基於雙閉環的四旋翼飛行器編隊控制

10.3.1四旋翼飛行器動力學模型

10.3.2四旋翼飛行器編隊控制

10.3.3虛擬姿態角度求解

10.3.4姿態控制律設計

10.3.5閉環系統的設計關鍵

10.3.6仿真實例

參考文獻

第11章基於LMI的控制系統設計

11.1控制系統LMI控制算法設計

11.1.1系統描述

11.1.2控制器設計與分析

11.1.3仿真實例

11.2位置跟蹤控制系統LMI算法設計

11.2.1系統描述

11.2.2控制器設計

11.2.3控制器設計與分析

11.2.4仿真實例

11.3帶擾動的控制系統LMI控制算法設計

11.3.1系統描述

11.3.2基於H∞指標控制器設計與分析

11.3.3LMI設計

11.3.4仿真實例

11.4帶擾動的控制系統LMI跟蹤控制算法設計

11.4.1系統描述

11.4.2仿真實例

11.5控制輸入受限下的LMI控制算法設計

11.5.1系統描述

11.5.2控制器的設計與分析

11.5.3LMI設計

11.5.4仿真實例

11.6控制輸入受限下位置跟蹤LMI控制算法

11.6.1系統描述

11.6.2控制器設計

11.6.3控制器設計與分析

11.6.4仿真實例

11.7控制輸入受限下的LMI倒立擺系統鎮定

11.7.1系統描述

11.7.2控制器設計與分析

11.7.3仿真實例

11.8基於LMI的控制輸入及其變化率受限控制算法

11.8.1系統描述

11.8.2控制器的設計與分析

11.8.3仿真實例

附錄

參考文獻

第12章基於LMI的倒立擺TS模糊控制

12.1單級倒立擺的TS模糊建模

12.1.1TS型模糊系統

12.1.2倒立擺系統的控制問題

12.1.3基於2條模糊規則的設計

12.1.4基於4條模糊規則的設計

12.2基於極點配置的單級倒立擺TS模糊控制

12.2.1基於2條模糊規則的控制器設計

12.2.2基於4條模糊規則的控制器設計

12.3基於LMI的單級倒立擺TS模糊控制

12.3.1LMI不等式的設計及分析

12.3.2不等式的轉換

12.3.3LMI的設計實例

12.3.4基於LMI的單級倒立擺TS模糊控制

參考文獻

第13章執行器自適應容錯控制

13.1SISO系統執行器自適應容錯控制

13.1.1控制問題描述

13.1.2控制律的設計與分析

13.1.3仿真實例

13.2MISO系統執行器自適應容錯控制

13.2.1控制問題描述

13.2.2控制律的設計與分析

13.2.3仿真實例

13.3帶執行器卡死的MISO系統自適應容錯控制

13.3.1控制問題描述

13.3.2控制律的設計與分析

13.3.3仿真實例

13.4基於狀態輸出受限性能的切換容錯控制

13.4.1多狀態輸出受限引理

13.4.2系統描述

13.4.3基於BarrierLyapunov的狀態輸出受限控制

13.4.4監控函式設計

13.4.5仿真實例

附錄

參考文獻