內容簡介

本書內容涵蓋了工況約束下PID控制系統的設計、實現和自整定等相關內容，為學生、研究人員和相關從業人員全面提供關於PID控制系統的知識——從經典的整定規則和基於模型的設計，到約束、自整定、串級控制、增益調度控制。

本書介紹PID控制系統結構、靈敏度分析、約束條件下PID控制器設計與實現、基於擾動觀測器的PID控制、增益調度PID控制系統、串級PID控制系統、複雜系統的PID控制設計，以及PID控制的自整定和無人機應用；還介紹了與眾多工程應用相關的諧振控制系統。PID控制和諧振控制的實現突出了如何處理工況約束。

獨特覆蓋無人機PID控制，包括多旋翼無人機的數學模型、無人機控制策略，以及無人機PID控制器的自整定。提供了PID控制系統自整定的詳細說明，包括繼電反饋控制系統、頻率響應估計、蒙特卡羅模擬研究、使用頻域資訊的PID控制器設計，以及MATLAB/Simulink模擬和自整定實現程式。包括15個MATLAB/Simulink教程，一步一步地說明PID控制系統的設計、模擬、實現和自整定。幫助講師、助教、學生和其他讀者學習帶約束的PID控制，並將控制理論應用到各個領域。

本書適用於電氣、化學、機械和航空航太工程等專業的本科生，也可為從事控制系統及其應用工作的研究生、研究人員、從業人員提供有益參考。
王六平，澳大利亞皇家墨爾本理工大學教授，英國謝菲爾德大學控制工程博士。曾任職於加拿大多倫多大學化學工程系（1989-1997年）和澳大利亞紐卡斯爾大學綜合控制系統中心（1998-2002年），具有豐富的過程式控制制經驗。長期教授「先進過程式控制制」課程，在模型預測控制、電力驅動和電力轉換器控制系統、系統辨識、PID控制等領域出版4部教材和專著，在國際權威期刊和會議發表論文190餘篇。

作者介紹

王六平，澳大利亞皇家墨爾本理工大學教授，英國謝菲爾德大學控制工程博士。曾任職於加拿大多倫多大學化學工程系（1989-1997年）和澳大利亞紐卡斯爾大學綜合控制系統中心（1998-2002年），具有豐富的過程式控制制經驗。長期教授「先進過程式控制制」課程，在模型預測控制、電力驅動和電力轉換器控制系統、系統辨識、PID控制等領域出版4部教材和專著，在國際權威期刊和會議發表論文190餘篇。

第1章 PID控制基礎
1 1 引言
1 2 PID控制器的結構
1 2 1 比例控制器
1 2 2 比例-微分控制器
1 2 3 比例-積分控制器
1 2 4 PID控制器
1 2 5 商用PID控制器結構
1 2 6 進一步思考
1 3 PID控制器的經典整定規則
1 3 1 基於Ziegler-Nichols振蕩的整定規則
1 3 2 基於一階延遲模型的整定
1 3 3 進一步思考
1 4 基於模型的PID控制器的整定規則
1 4 1 IMC-PID控制器整定規則
1 4 2 Padula-Visioli整定規則
1 4 3 Wang-Cluett整定規則
1 4 4 進一步思考
1 5 整定規則評估示例
1 5 1 評估整定規則的示例
1 5 2 火焰加熱器控制示例
1 6 小結
1 7 進一步閱讀
問題

第2章閉環性能和穩定性
2 1 簡介
2 2 Routh-Hurwitz穩定性判據
2 2 1 閉環極點的確定
2 2 2 穩定性判據
2 2 3 進一步思考
2 3 奈奎斯特穩定性判據
2 3 1 奈奎斯特圖
2 3 2 基於整定規則的PID控制器修改
2 3 3 進一步思考
2 4 控制系統結構和靈敏度函數
2 4 1 一自由度控制系統結構
2 4 2 二自由度設計
2 4 3 反饋控制中的靈敏度函數
2 4 4 進一步思考
2 5 給定值跟蹤和擾動抑制
2 5 1 閉環帶寬
2 5 2 PID控制器的給定值跟蹤與擾動抑制
2 5 3 基於諧振控制器的給定值跟蹤與擾動抑制
2 5 4 進一步思考
2 6 擾動抑制和雜訊衰減
2 6 1 擾動抑制與雜訊衰減的矛盾
2 6 2 擾動抑制與雜訊衰減PID控制器
2 6 3 進一步思考
2 7 魯棒穩定性和魯棒性能
2 7 1 模型誤差
2 7 2 魯棒穩定性
2 7 3 案例研究：聚合物反應器的魯棒控制
2 7 4 進一步思考
2 8 小結
2 9 進一步閱讀
問題

第3章基於模型的PID和諧振控制器設計
3 1 引言
3 2 PI控制器設計
3 2 1 期望閉環性能指標
3 2 2 模型和控制器結構
3 2 3 不同結構的閉環傳遞函數
3 2 4 進一步思考
3 3 PID控制器的經典整定規則
3 3 1 PD控制器設計
3 3 2 存在零極點對消的理想PID分析實例
3 3 3 帶濾波器的PID控制器分析實例
3 3 4 無零極點對消的PID控制器設計
3 3 5 求解帶濾波器PID控制器的MATLAB教程
3 3 6 進一步思考
3 4 諧振控制器設計
3 4 1 諧振控制器設計
3 4 2 穩態誤差分析
3 4 3 諧振控制器設計中的零極點對消
3 4 4 進一步思考
3 5 前饋控制
3 5 1 前饋控制的基本思想
3 5 2 三彈簧雙質塊系統
3 5 3 進一步思考
3 6 小結
3 7 進一步閱讀
問題

第4章 PID控制器的實現
4 1 引言
4 2 PID控制器應用方案
4 3 位置式PID控制器實現
4 3 1 穩態信息
4 3 2 PID控制器的離散化
4 3 3 進一步思考
4 4 速度式PID控制器的實現
4 4 1 PI控制器的離散化
4 4 2 速度式PID控制器的離散化
4 4 3 低採樣頻率下的精度提升
4 4 4 進一步思考
4 5 位置形式的抗飽和實現
4 5 1 積分器飽和情況
4 5 2 位置式PI控制器的抗飽和機制
4 5 3 進一步思考
4 6 速度形式的抗飽和機制
4 6 1 控制信號幅值的抗飽和機制
4 6 2 控制信號變化率限制
4 6 3 進一步思考
4 7 PID抗飽和實現教程
4 8 其他問題的處理
4 8 1 控制對象的啟動
4 8 2 PID控制器實現中量化誤差的處理
4 9 小結
4 10 進一步閱讀
問題

第5章基於擾動觀測器的PID和諧振控制器
5 1 引言
5 2 基於擾動觀測器的PI控制器
5 2 1 帶有控制的擾動估計
5 2 2 PI控制器的等價
5 2 3 通過估計實現PI控制器的MATLAB教程
5 2 4 基於估計器的PI控制器示例
5 2 5 進一步思考
5 3 基於擾動觀測器的PID控制器
5 3 1 比例微分控制
5 3 2 增加積分作用
5 3 3 PID控制器的等價
5 3 4 基於擾動觀測器的PID控制器實現的MATLAB教程
5 3 5 基於擾動觀測器的PID控制器示例
5 3 6 進一步思考
5 4 基於擾動觀測器的諧振控制器
5 4 1 諧振控制器設計
5 4 2 諧振控制器的實現
5 4 3 諧振控制器的等價
5 4 4 基於擾動觀測器的諧振控制器實現的MATLAB教程
5 4 5 基於擾動觀測器的諧振控制器示例
5 4 6 進一步思考
5 5 多頻諧振控制器
5 5 1 在諧振控制器中加入積分作用
5 5 2 增加更多週期分量
5 5 3 進一步思考
5 6 小結
5 7 進一步閱讀
問題

第6章非線性系統的PID控制
6 1 引言
6 2 非線性模型的線性化
6 2 1 非線性函數的近似
6 2 2 非線性微分方程的線性化
6 2 3 案例研究：耦合水箱模型的線性化

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ISBN：9787302612018
規格：平裝 / 263頁 / 19 x 26 x 1.31 cm / 普通級 / 1-1
出版地：中國

本書分類：自然科普與應用科學> 應用科學> 工程技術

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