滑模變結構控制 MATLAB 模擬：基本理論與設計方法, 4/e

劉金琨，北京航空航天大學教授，博士生導師。分別於1989年7月、1994年3月和1997年3月獲東北大學工學學士、工學碩士和工學博士學位。1997年3月-1998年12月在浙江大學工業控制技術研究所做博士後研究工作；1999年1月-1999年7月在香港科技大學從事合作研究；1999年11月至今在北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院從事教學與科研工作；主講“智能控制”“優選控制系統設計”和“系統辨識”等課程；研究方向為控制理論與應用。自從從事研究工作以來，主持國家自然基金等科研項目10餘項，發表學術論文100餘篇。曾出版《優選PID控制MATLAB模擬》《機器人控制系統的設計與MATLAB模擬》《滑模變結構控制MATLAB模擬》《RBF神經網絡自適應控制MATLAB模擬》《系統辨識》和《微分器設計與應用——信號濾波與求導》等著作。

章緒論
1.1滑模變結構控制簡介
1.2變結構控制發展歷史
1.3滑模變結構控制基本原理
1.4滑模面的參數設計
1.5滑模變結構控制理論研究方向
1.5.1滑模變結構控制系統的抖振問題
1.5.2離散系統滑模變結構控制
1.5.3自適應滑模變結構控制
1.5.4不匹配不確定性系統的滑模變結構控制
1.5.5針對時滯系統的滑模變結構控制
1.5.6非線性系統的滑模變結構控制
1.5.7Terminal滑模變結構控制
1.5.8全魯棒(Global)滑模變結構控制
1.5.9滑模觀測器的研究
1.5.10神經滑模變結構控制
1.5.11模糊滑模變結構控制
1.5.12積分滑模變結構控制
1.5.13高階滑模控制
1.6滑模變結構控制應用
1.6.1在電機中的應用
1.6.2在機器人控制中的應用
1.6.3在飛行器控制中的應用
1.6.4在倒立擺控制中的應用
1.6.5在伺服系統中的應用
1.7滑模變結構控制相關研究著作
1.8控制系統S函數設計
1.8.1S函數介紹
1.8.2S函數基本參數
1.8.3S函數描述實例
1.9簡單自適應控制系統設計實例
1.9.1系統描述
1.9.2滑模控制律設計
1.9.3模擬實例
附錄
參考文獻
第2章滑模控制基本方法
2.1滑模面設計及應用實例
2.1.1滑模面的參數設計
2.1.2滑模控制的工程意義
2.1.3一個簡單的滑模控制實例
2.1.4模擬實例
2.2基於趨近律的滑模控制
2.2.1幾種典型的趨近律
2.2.2控制器設計
2.2.3模擬實例
2.3基於趨近律的滑模魯棒控制
2.3.1系統描述
2.3.2模擬實例
2.4基於上界的滑模控制
2.4.1系統描述
2.4.2控制器設計
2.4.3模擬實例
2.5基於準滑動模態的滑模控制
2.5.1準滑動模態
2.5.2模擬實例
2.6基於連續切換的滑模控制
2.6.1雙曲正切函數性質
2.6.2基於雙曲正切函數的滑模控制
2.6.3模擬實例
2.7等效滑模控制
2.7.1系統描述
2.7.2等效控制
2.7.3滑模控制
2.7.4模擬實例
2.8滑模控制的數字化模擬
2.8.1基本原理
2.8.2模擬實例
參考文獻
第3章幾種典型滑模控制
3.1基於名義模型的滑模控制
3.1.1系統描述
3.1.2控制系統結構
3.1.3針對名義模型的控制
3.1.4滑模控制器的設計
3.1.5模擬實例
3.2全局滑模控制
3.2.1系統描述
3.2.2全局滑模函數的設計
3.2.3滑模控制器的設計
3.2.4模擬實例
3.3基於線性化反饋的滑模控制
3.3.1線性化反饋控制
3.3.2模擬實例
3.3.3基於線性化反饋的滑模控制
3.3.4模擬實例
3.4輸入輸出反饋線性化控制
3.4.1系統描述
3.4.2控制器設計
3.4.3模擬實例
3.5基於輸入輸出反饋線性化的滑模控制
3.5.1系統描述
3.5.2控制器設計
3.5.3模擬實例
3.6模型參考滑模控制
3.6.1系統描述
3.6.2滑模控制器設計
3.6.3模擬實例
3.7一階系統滑模控制
3.7.1系統描述
3.7.2滑模控制器設計
3.7.3模擬實例
3.8滑模預測控制
3.8.1系統描述
3.8.2傳統滑模控制算法
3.8.3預測滑模控制算法
3.8.4模擬實例
參考文獻
第4章自適應魯棒滑模控制
4.1自適應魯棒滑模控制描述
4.1.1問題的提出
4.1.2自適應滑模控制律的設計
4.1.3模擬實例
4.2無須物理參數的倒立擺自適應滑模控制
4.2.1系統描述
4.2.2控制律設計
4.2.3模擬實例
4.3基於HJI理論的滑模魯棒控制
4.3.1基本原理
4.3.2控制器設計與分析
4.3.3模擬實例
參考文獻
第5章基於幹擾及輸出測量延遲觀測器的滑模控制
5.1基於慢時變幹擾觀測器的連續滑模控制
5.1.1系統描述
5.1.2觀測器設計
5.1.3模擬實例
5.1.4基於慢時變幹擾觀測器的連續滑模控制
5.1.5模擬實例
5.2基於指數收斂幹擾觀測器的滑模控制
5.2.1系統描述
5.2.2指數收斂幹擾觀測器的問題提出
5.2.3指數收斂幹擾觀測器的設計
5.2.4滑模控制器的設計與分析
5.2.5模擬實例
5.3基於輸出延時觀測器的滑模控制
5.3.1系統描述
5.3.2輸出延遲觀測器的設計
5.3.3滑模控制器的設計與分析
5.3.4模擬實例
5.4一種時變測量延遲觀測器及滑模控制
5.4.1系統描述
5.4.2輸出延遲觀測器的設計
5.4.3按A-KC為Hurwitz進行K的設計
5.4.4觀測器模擬實例
5.4.5基於時變測量輸出延遲觀測器的滑模控制
5.4.6閉環控制模擬實例
參考文獻
第6章反演及動態面滑模控制
6.1簡單反演滑模控制
6.1.1基本原理
6.1.2滑模反演控制器的設計
6.1.3模擬實例
6.2魯棒反演滑模控制
6.2.1系統描述
6.2.2Backstepping滑模控制器的設計
6.2.3模擬實例
6.3自適應反演滑模控制
6.3.1控制律的設計
6.3.2模擬實例
6.4簡單動態面滑模控制
6.4.1系統描述
6.4.2動態面控制器的設計
6.4.3動態面控制器的分析
6.4.4動態面滑模控制器的設計
6.4.5模擬實例
6.5基於反演的動態滑模控制
6.5.1系統描述
6.5.2控制律設計
6.5.3模擬實例
參考文獻
第7章基於濾波器及狀態觀測器的滑模控制
7.1基於低通濾波器的滑模控制
7.1.1系統描述
7.1.2滑模控制器設計
7.1.3模擬實例
7.2基於Kalman濾波器的滑模控制
7.2.1系統描述
7.2.2卡爾曼濾波器原理
7.2.3模擬實例
7.3基於高增益觀測器的滑模控制
7.3.1高增益觀測器機理分析
7.3.2高增益觀測器的滑模控制器設計
7.3.3模擬實例
7.4基於擴張觀測器的滑模控制
7.4.1擴張觀測器的設計
7.4.2擴張觀測器的分析
7.4.3模擬實例
7.4.4基於擴張觀測器的滑模控制器設計
7.4.5模擬實例
7.5基於高增益微分器的滑模控制
7.5.1系統描述
7.5.2傳統滑模控制器的設計
7.5.3高增益微分器設計
7.5.4高增益微分器的滑模控制器設計
7.5.5模擬實例
7.6基於K觀測器的高階系統設計與分析
7.6.1K觀測器設計與分析
7.6.2按A0為Hurwitz進行k的設計
7.6.3基於K觀測器的高階系統滑模控制
7.6.4模擬實例
參考文獻
第8章模糊滑模控制
8.1基於模糊切換增益調節的滑模控制
8.1.1系統描述
8.1.2滑模控制器設計
8.1.3模糊規則設計
8.1.4模擬實例
8.2基於等效控制的模糊滑模控制
8.2.1系統描述
8.2.2模糊滑模控制律的設計
8.2.3模擬實例
8.3一種簡單的模糊自適應滑模控制
8.3.1問題描述
8.3.2模糊逼近原理
8.3.3控制算法設計與分析
8.3.4模擬實例
8.4基於線性化反饋的自適應模糊滑模控制
8.4.1線性化反饋方法
8.4.2滑模控制器設計
8.4.3自適應模糊滑模控制器設計
8.4.4模擬實例
8.5一種簡單的切換模糊化自適應滑模控制
8.5.1系統描述
8.5.2自適應模糊滑模控制器設計
8.5.3模擬實例
8.6一種覆雜的切換模糊化自適應滑模控制
8.6.1系統描述
8.6.2自適應模糊滑模控制器設計
8.6.3模擬實例
8.7具有積分滑模面的模糊滑模控制
8.7.1系統描述
8.7.2控制器的設計
8.7.3模擬實例
8.8控制輸入模糊化的自適應滑模控制
8.8.1系統描述
8.8.2控制器的設計
8.8.3自適應控制算法設計
8.8.4模擬實例
參考文獻
第9章神經網絡滑模控制
9.1一種簡單的RBF網絡自適應滑模控制
9.1.1問題描述
9.1.2RBF網絡原理
9.1.3控制算法設計與分析
9.1.4模擬實例
9.2RBF網絡自適應魯棒滑模控制
9.2.1問題描述
9.2.2基於RBF網絡逼近f(·)的滑模控制
9.2.3模擬實例
9.3一種覆雜的RBF網絡自適應魯棒滑模控制
9.3.1問題描述
9.3.2基於RBF網絡逼近f(·)和g(·)的滑模控制
9.3.3模擬實例
9.4基於神經網絡的直接自適應滑模控制
9.4.1系統描述
9.4.2理想的滑模控制器及神經網絡逼近
9.4.3控制器設計及分析
9.4.4模擬實例
9.5基於神經網絡最小參數學習法的自適應滑模控制
9.5.1問題描述
9.5.2基於RBF網絡逼近的自適應控制
9.5.3模擬實例
9.6基於RBF網絡摩擦補償的滑模控制
9.6.1系統描述
9.6.2基於RBF網絡逼近的滑模控制
9.6.3模擬實例
參考文獻
0章離散滑模控制
10.1離散滑模控制描述
10.2離散時間滑模控制的特性
10.2.1準滑動模態
10.2.2離散滑模的存在性和可達性
10.2.3離散滑模控制的不變性
10.3基於趨近律的離散滑模控制
10.3.1離散趨進律的設計
10.3.2離散控制律的設計
10.3.3模擬實例
10.3.4基於趨近律的離散滑模控制位置跟蹤
10.3.5模擬實例
10.4基於等效控制的離散滑模控制
10.4.1控制器設計
10.4.2穩定性分析
10.4.3模擬實例
10.5基於變速趨近律的滑模控制
10.5.1變速趨近律設計
10.5.2基於變速趨近律的滑模控制
10.5.3基於組合趨近律的控制
10.5.4模擬實例
10.6自適應離散滑模控制
10.6.1離散指數趨近律控制的抖振分析
10.6.2自適應滑模控制器的設計
10.6.3模擬實例
10.7離散滑模控制的設計與分析
10.7.1系統描述
10.7.2控制器設計與分析
10.7.3模擬實例
10.8基於幹擾觀測器的離散滑模控制
10.8.1系統描述
10.8.2基於幹擾觀測器的離散滑模控制
10.8.3幹擾觀測器的收斂性分析
10.8.4穩定性分析
10.8.5模擬實例
參考文獻
1章基於LMI的滑模控制
11.1LMI及其MATLAB求解
11.1.1傳統的LMI求解方法
11.1.2新的LMI求解方法——YALMIP工具箱
11.1.3YALMIP工具箱模擬實例
11.2基於LMI的一類線性系統控制
11.2.1系統描述
11.2.2基於LMI的線性系統穩定鎮定
11.2.3基於LMI的線性系統跟蹤控制
11.2.4模擬實例
11.3基於LMI的一類線性系統滑模魯棒控制
11.3.1系統描述
11.3.2控制器設計
11.3.3模擬實例
11.4基於LMI的Lipschitz非線性系統穩定鎮定
11.4.1系統描述
11.4.2鎮定控制器設計
11.4.3模擬實例
附錄
11.5基於LMI的Lipschitz非線性系統跟蹤控制
11.5.1系統描述
11.5.2跟蹤控制器設計
11.5.3模擬實例
11.6基於LMI的欠驅動倒立擺系統滑模控制
11.6.1系統描述
11.6.2基於等效的滑模控制
11.6.3基於輔助反饋的滑模控制
11.6.4模擬實例
11.7基於LMI的混沌系統動態補償滑模控制
11.7.1系統描述
11.7.2傳統的基於LMI的滑模控制
11.7.3基於動態補償的LMI滑模控制
11.7.4模擬實例
參考文獻
2章Terminal滑模控制
12.1一種非線性系統的Terminal滑模控制
12.1.1系統描述
12.1.2Terminal滑模控制器設計
12.1.3模擬實例
12.2快速Terminal滑模控制
12.2.1傳統快速Terminal滑模控制
12.2.2非奇異Terminal滑模控制
12.2.3模擬實例
12.3全局快速Terminal滑模控制
12.3.1全局快速Terminal滑動模態
12.3.2全局快速滑模控制器的設計及分析
12.3.3全局快速滑模控制的魯棒性分析
參考文獻
3章控制系統執行器問題的滑模控制
13.1執行器自適應容錯滑模控制
13.1.1控制問題描述
13.1.2控制律的設計與分析
13.1.3模擬實例
13.2執行器卡死的自適應容錯滑模控制
13.2.1控制問題描述
13.2.2控制律的設計與分析
13.2.3模擬實例
13.3執行器自適應量化滑模控制
13.3.1系統描述
13.3.2量化控制器設計與分析
13.3.3模擬實例
13.4控制方向未知的滑模控制
13.4.1基本知識
13.4.2系統描述
13.4.3控制律的設計
13.4.4模擬實例
13.5主輔電機的協調滑模控制
13.5.1系統描述
13.5.2控制律設計與分析
13.5.3模擬實例
附錄
參考文獻
4章基於四元數變換的滑模控制
14.1基於四元數的三維姿態建模與控制
14.1.1系統描述
14.1.2控制律的設計
14.1.3控制系統的分析
14.1.4模擬實例
14.2基於四元數的航天器滑模控制
14.2.1模型描述
14.2.2控制器設計與分析
14.2.3模擬實例
附錄
參考文獻