目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 范式的轉(zhuǎn)變：從PID控制到自抗擾控制 1
1.1.1 自抗擾控制與PID控制的兼容性 1
1.1.2 從一維設(shè)計(jì)到二維設(shè)計(jì) 2
1.1.3 參數(shù)整定 3
1.2 熱工過(guò)程的自抗擾控制 3
1.2.1 工程實(shí)現(xiàn) 3
1.2.2 ESO初始值的設(shè)置 4
1.2.3 參數(shù)整定 5
1.2.4 結(jié)構(gòu)改進(jìn) 5
參考文獻(xiàn) 6
第2章 自抗擾控制的原理與方法 8
2.1 自抗擾控制的基本理論 8
2.1.1 非線性自抗擾控制 8
2.1.2 線性自抗擾控制 10
2.2 不穩(wěn)定熱方程的自抗擾動(dòng)態(tài)鎮(zhèn)定 13
2.2.1 問(wèn)題描述 13
2.2.2 閉環(huán)系統(tǒng)適定性 15
2.2.3 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性 18
2.2.4 仿真研究 24
2.2.5 小結(jié) 25
2.3 不穩(wěn)定波動(dòng)方程的自抗擾動(dòng)態(tài)鎮(zhèn)定 25
2.3.1 問(wèn)題描述 26
2.3.2 閉環(huán)系統(tǒng)適定性 27
2.3.3 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性 32
2.3.4 仿真研究 39
2.3.5 小結(jié) 42
參考文獻(xiàn) 42
第3章 單變量系統(tǒng)的自抗擾控制 44
3.1 低階自抗擾控制重構(gòu)對(duì)象分析 44
3.1.1 基于指定模型的抗擾原理 44
3.1.2 重構(gòu)對(duì)象的特性分析 48
3.1.3 小結(jié) 63
3.2 典型高階對(duì)象的自抗擾控制 63
3.2.1 高階對(duì)象自抗擾控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程 63
3.2.2 高階對(duì)象自抗擾控制優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例 65
3.2.3 小結(jié) 73
3.3 多個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)的高階系統(tǒng)自抗擾控制 74
3.3.1 改進(jìn)自抗擾控制設(shè)計(jì) 74
3.3.2 仿真研究 81
3.3.3 過(guò)熱汽溫回路的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 89
3.3.4 小結(jié) 99
3.4 非線性主動(dòng)狀態(tài)補(bǔ)償控制 99
3.4.1 非線性主動(dòng)狀態(tài)補(bǔ)償方法原理 99
3.4.2 自抗擾控制通用魯棒評(píng)價(jià)框架 105
3.4.3 基于回路成形理論控制器頻率特性優(yōu)化設(shè)計(jì) 108
3.4.4 控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的定量評(píng)價(jià) 111
3.4.5 “分析—設(shè)計(jì)—優(yōu)化—評(píng)價(jià)”非線性主動(dòng)狀態(tài)補(bǔ)償控制方法設(shè)計(jì)流程 113
3.4.6 小結(jié) 115
3.5 一類(lèi)本質(zhì)非線性環(huán)節(jié)的非線性主動(dòng)狀態(tài)補(bǔ)償控制 115
3.5.1 一類(lèi)本質(zhì)非線性環(huán)節(jié) 115
3.5.2 本質(zhì)非線性環(huán)節(jié)的非線性主動(dòng)狀態(tài)補(bǔ)償控制 118
3.5.3 小結(jié) 125
3.6 基于輸入成形的自抗擾控制 126
3.6.1 輸入成形技術(shù)簡(jiǎn)介 126
3.6.2 問(wèn)題描述 127
3.6.3 自抗擾控制器結(jié)構(gòu) 127
3.6.4 輸入成形技術(shù) 132
3.6.5 基于輸入成形的自抗擾控制結(jié)構(gòu) 136
3.6.6 仿真研究 138
3.6.7 小結(jié) 147
3.7 時(shí)滯過(guò)程的改進(jìn)一階自抗擾控制及定量整定 147
3.7.1 時(shí)滯自抗擾控制結(jié)構(gòu) 147
3.7.2 補(bǔ)償對(duì)象回路近似分析與整定 148
3.7.3 基于預(yù)期動(dòng)態(tài)的參數(shù)整定 149
3.7.4 仿真研究 151
3.7.5 小結(jié) 153
3.8 基于改進(jìn)ESO的非最小相位系統(tǒng)二自由度控制 154
3.8.1 基于模型信息的改進(jìn)ESO設(shè)計(jì) 154
3.8.2 反向調(diào)節(jié)量受限的最優(yōu)前饋設(shè)計(jì) 156
3.8.3 收斂性及參數(shù)整定 156
3.8.4 仿真研究 158
3.8.5 小結(jié) 159
3.9 基于魯棒約束的自抗擾控制定量整定 159
3.9.1 問(wèn)題描述 159
3.9.2 二階自抗擾控制的定量參數(shù)整定公式 164
3.9.3 一階自抗擾控制的定量參數(shù)整定公式 176
3.9.4 小結(jié) 182
3.10 基于概率魯棒的自抗擾控制 182
3.10.1 問(wèn)題描述 182
3.10.2 設(shè)計(jì)思路和流程 183
3.10.3 仿真研究 188
3.10.4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 207
3.10.5 小結(jié) 214
參考文獻(xiàn) 214
第4章 多變量系統(tǒng)的自抗擾控制 220
4.1 多變量逆解耦自抗擾控制 220
4.1.1 問(wèn)題描述 220
4.1.2 多變量逆解耦自抗擾控制方法設(shè)計(jì) 221
4.1.3 自抗擾控制器參數(shù)整定方法 224
4.1.4 仿真研究 225
4.1.5 逆解耦矩陣物理可實(shí)現(xiàn)性分析 243
4.1.6 球磨機(jī)制粉系統(tǒng)逆解耦自抗擾控制 258
4.1.7 小結(jié) 265
4.2 基于等效開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的自抗擾控制 265
4.2.1 問(wèn)題描述 265
4.2.2 多變量系統(tǒng)的等效開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) 267
4.2.3 自抗擾控制器 271
4.2.4 基于EOTF的多變量自抗擾控制設(shè)計(jì)流程 272
4.2.5 仿真研究 273
4.2.6 小結(jié) 285
4.3 基于簡(jiǎn)單解耦的多變量系統(tǒng)自抗擾控制 285
4.3.1 問(wèn)題描述 285
4.3.2 簡(jiǎn)單解耦 287
4.3.3 線性自抗擾控制器 290
4.3.4 基于廣義簡(jiǎn)單解耦的多變量系統(tǒng)自抗擾控制設(shè)計(jì) 293
4.3.5 仿真研究 293
4.3.6 小結(jié) 309
4.4 多變量分散式自抗擾控制 309
4.4.1 問(wèn)題描述 309
4.4.2 基于二階自抗擾控制律的多變量分散控制器設(shè)計(jì) 311
4.4.3 基于輸入成形的分散自抗擾控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 325
4.4.4 分散自抗擾控制的解耦能力分析 335
4.4.5 小結(jié) 361
參考文獻(xiàn) 361
第5章 無(wú)理傳遞函數(shù)模型和分布參數(shù)系統(tǒng)的自抗擾控制 364
5.1 無(wú)理傳遞函數(shù)和分布參數(shù)系統(tǒng) 364
5.2 無(wú)理傳遞函數(shù)的自抗擾控制 365
5.3 仿真研究 368
5.4 小結(jié) 370
參考文獻(xiàn) 371
第6章 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的自抗擾控制 372
6.1 分?jǐn)?shù)階微積分概念及其性質(zhì) 372
6.2 線性分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的自抗擾控制 375
6.2.1 線性分?jǐn)?shù)階動(dòng)態(tài)抑制策略 376
6.2.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器 377
6.2.3 控制算法 379
6.2.4 穩(wěn)定性 380
6.2.5 仿真研究 383
6.2.6 小結(jié) 386
6.3 非線性分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的自抗擾控制 386
6.3.1 非線性分?jǐn)?shù)階動(dòng)態(tài)抑制策略 387
6.3.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器 387
6.3.3 控制算法 388
6.3.4 仿真研究 389
6.3.5 小結(jié) 389
6.4 幾個(gè)具有物理背景的分?jǐn)?shù)階模型自抗擾控制器 392
6.4.1 分?jǐn)?shù)階永磁同步電機(jī)模型 392
6.4.2 分?jǐn)?shù)階加熱爐模型 395
6.4.3 分?jǐn)?shù)階燃?xì)廨啓C(jī)模型 397
6.4.4 分?jǐn)?shù)階熱傳導(dǎo)模型 398
6.4.5 小結(jié) 402
參考文獻(xiàn) 402