滑模变结构控制MATLAB仿真

滑模变结构控制MATLAB仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:刘金琨
出品人:
页数:539
译者:
出版时间:2012-10
价格:59.00元
装帧:
isbn号码:9787302286240
丛书系列:
图书标签:
  • 滑模变结构
  • 控制系统
  • MATLAB
  • 803
  • 滑模控制
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  • MATLAB
  • 仿真
  • 控制理论
  • 自动控制
  • 现代控制
  • 工程应用
  • 算法实现
  • 系统控制
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具体描述

《滑模变结构控制MATLAB仿真(第2版)》从MATLAB仿真角度系统地介绍了滑模变结构控制的基本理论、基本方法和应用技术,是作者多年来从事控制系统教学和科研工作的结晶,同时融入了国内外同行近年来所取得的最新成果。全书共11章,主要内容包括滑模变结构控制发展综述、连续系统滑模控制、自适应鲁棒滑模控制、欠驱动系统滑模控制、反演及动态面滑模控制、基于滤波器及观测器的滑模控制、离散系统滑模控制、模糊滑模控制、神经滑模控制和机械手滑模控制。每种控制方法都通过MATLAB仿真程序进行了仿真分析。

《滑模变结构控制:理论与实践》 简介: 本书深入探讨了滑模变结构控制(Sliding Mode Control, SMC)这一强大而独特的控制策略。SMC以其对系统不确定性和外部扰动的鲁棒性而著称,在航空航天、机器人、电力系统、汽车电子等众多领域展现出卓越的应用潜力。本书旨在为读者提供一个全面而深入的SMC理论框架,并结合MATLAB/Simulink仿真环境,将其转化为可行的工程解决方案。 内容梗概: 本书首先从SMC的基本原理入手,详细阐述其核心概念,包括滑模面的设计、切换律的构造以及趋近律的数学基础。我们将深入剖析SMC的吸引性,理解为何它能够将系统轨迹强制牵引至预设的滑模面,并在其上保持运动。 接着,本书将重点介绍不同类型的SMC技术。我们将从经典的二维SMC(或称为浴缸SMC)开始,逐步过渡到更高阶、更复杂的SMC设计方法。这包括: 等效控制法: 探讨如何通过精确建模和理解系统动态来设计等效控制,以实现理想的滑模运动。 不匹配不确定性处理: 重点研究在实际系统中普遍存在的、与滑模面设计不匹配的不确定性如何影响SMC的性能,并介绍应对这些不确定性的先进策略,例如利用自适应滑模技术或高增益观测器。 高阶滑模控制 (Higher-Order Sliding Mode Control, HOSMC): 深入研究HOSMC,这种方法能够实现滑模变量的连续驱动,从而有效抑制抖振现象,提升控制精度和系统平滑性。我们将详细介绍二阶、三阶以及可能更高阶的HOSMC结构。 终端滑模控制 (Terminal Sliding Mode Control, TSMC): 探讨TSMC如何利用非线性滑模函数,使系统状态在有限时间内收敛至原点,解决传统SMC收敛速度慢的问题,并分析其在期望快速收敛场景下的优势。 观测器与SMC结合: 对于无法直接测量所有系统状态的实际问题,本书将介绍如何设计观测器(如卡尔曼滤波、扩张状态观测器ESO等)与SMC相结合,实现状态估计和鲁棒控制。 理论与实践的融合: 本书的另一大亮点是其与MATLAB/Simulink仿真环境的紧密结合。每一项理论概念的引入,都将伴随具体的MATLAB代码示例或Simulink模型演示。读者将学习如何: 构建SMC控制器模型: 使用Simulink模块搭建SMC控制器,包括设计滑模面、实现切换律等。 进行仿真分析: 通过仿真验证SMC在不同系统模型和扰动条件下的鲁棒性、收敛性和性能。 参数整定与优化: 掌握如何调整SMC的关键参数(如滑模增益、趋近因子等)以获得最佳的控制效果。 可视化与性能评估: 利用MATLAB的绘图功能直观展示系统响应,评估SMC的性能指标。 应用实例: 为了更好地说明SMC的实际应用价值,本书将贯穿多个经典的工程应用案例,并提供详细的MATLAB仿真解析: 不确定性的非线性系统控制: 例如,控制一个具有未知参数和外部干扰的机械臂系统,展示SMC如何精确跟踪期望轨迹。 DC-DC变换器的鲁棒控制: 分析DC-DC变换器在负载变化和参数漂移下的SMC设计,保证输出电压的稳定。 车辆悬架系统的自适应控制: 探讨如何利用SMC改善车辆的乘坐舒适性和操控稳定性。 无人机姿态的精确控制: 展示SMC在应对风扰等不确定性下的强大作用。 本书的目标读者: 本书适合于自动化、控制工程、电气工程、机械工程以及相关领域的本科生、研究生、研究人员和工程师。对于希望深入理解并应用滑模变结构控制技术的读者,本书将提供一条清晰的学习路径,从理论基础到实际操作,帮助读者掌握这项先进的控制技术。 总而言之, 《滑模变结构控制:理论与实践》不仅仅是一本理论教材,更是一本面向实践的工程指南。通过深入的理论剖析和丰富的MATLAB仿真示例,本书将赋能读者,使其能够独立设计和实现高性能的滑模变结构控制器,解决实际工程中的复杂控制问题。

作者简介

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读后感

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用户评价

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最近我对电力电子系统中的功率因数校正(PFC)环节非常感兴趣,这方面对控制器的响应速度和抗扰动能力要求极高。我希望这本书能在实际应用案例上多下功夫,而不是停留在纯粹的理论推导层面。比如,针对某个具体的电机驱动系统或者DC-DC变换器,它能否展示一套完整的、从系统辨识到控制器参数整定,再到最终仿真验证的闭环流程?我希望看到的不是那种“我们用一个例子说明了理论”的敷衍,而是真真正正能让读者照着做一遍,就能跑通的详细步骤。特别是MATLAB/Simulink环境下的具体操作细节,比如模块库的选择、仿真参数的设置、以及如何利用示波器进行精确的数据分析,这些“手艺活”往往是教科书里最缺失的部分。如果这本书能提供高质量的M文件或Simulink模型源码,那无疑是给研究者们提供了一份极具价值的“工具箱”,大大缩短了从学习到实践的距离。

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我总觉得,一本好的控制理论书籍,除了讲解“如何做”之外,更应该引导读者思考“为什么是这样”。这本书是否能包含一些关于滑模控制自身局限性的讨论?比如,如何系统地评估和解决“抖振问题”的各种主流缓解策略(如泰勒级数展开、神经网络补偿等)的优缺点和适用场景?此外,在面对现代控制问题,比如大规模分布式系统或网络化控制系统时,传统的滑模方法需要如何进行扩展和改进?我希望看到的是一种批判性的视角,而不是对单一技术盲目的推崇。如果书中能将滑模控制与其他先进控制理论(如MPC、自适应控制等)进行适度的比较和融合探讨,指出各自的适用边界,那将极大地拓宽读者的视野,帮助我们更全面地理解控制工程的全景图。

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作为一名有着多年工程经验的工程师,我最看重的是控制算法的工程实现难度和计算复杂度。很多理论上的最优解,在实际的硬件平台上因为计算资源有限而无法落地。因此,我非常期待这本书能在“实时性”和“计算效率”这两个维度上给出深入的探讨。例如,如何设计出具有最小切换次数的滑模控制器,以减少高频抖振,同时又不牺牲系统的快速收敛性?对于在线参数估计和自适应控制的结合,书中是否有介绍如何平衡估计的准确性和计算的实时性?我希望看到的是那种能在工业级PLC或DSP平台上跑得起来的、经过实践检验的算法优化策略。如果只是停留在理论上证明收敛性,但实际仿真跑起来卡顿严重,那对于工程应用来说价值就大打出手了。期待它能展现出理论与工程实践之间那种微妙的平衡艺术。

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这本书的装帧和排版给我的第一印象是相当的严谨,纸张的质感也很好,这对于一本需要反复查阅的技术手册来说非常重要。我个人对数学推导的清晰度有很高的要求。很多控制理论的书籍,在推导过程中会突然出现一个关键的变量替换或者不等式变换,让人不得不停下来花大量时间去“猜测”作者的思路。我希望这本书在这方面能够做到极致的透明化,每一个步骤,哪怕是看似微不足道的代数操作,都能清晰地展现出来,最好配上详细的文字注释来解释背后的物理或数学直觉。这种对细节的尊重,不仅能帮助初学者建立扎实的数学基础,对于资深读者复习和深入理解特定定理的证明过程,也是至关重要的。如果它能成为一本可以“啃”下去,而不是“翻”过去的书,那它的价值就体现出来了。

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这本书的封面设计着实吸引人,那种深邃的蓝色调配上简洁有力的字体,让人一眼就能感受到它的专业和严谨。我翻开目录,首先映入眼帘的是那些熟悉而又充满挑战性的术语,比如“不确定性建模”、“切换函数”、“鲁棒性分析”等等,这些都是我这个领域的研究生在攻克难题时绕不开的坎。我期待它能提供一个清晰的路线图,将那些高深莫测的理论,用直观易懂的方式梳理出来,尤其是在如何将抽象的数学模型转化为实际的控制策略方面,希望能有深入浅出的讲解。毕竟,理论的深度固然重要,但如何将其转化为可以运行、可以验证的仿真代码,才是检验学习成果的关键一步。我尤其关注那些关于复杂系统,例如高阶非线性系统或时滞系统的处理方法,希望能从中找到一些行之有效的新思路,指导我自己的课题研究方向。这本书如果能做到这一点,那它对于我来说,就不仅仅是一本参考书,更像是一位耐心的导师。

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全是机械系统相关,飞行器轨迹控制,机器臂姿态优化……

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