電液伺服系統(tǒng)非線性控制

目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 電液伺服系統(tǒng)中的控制問題 1
1.2 本書章 節(jié)安排 5
參考文獻(xiàn) 6
第2章 電液伺服系統(tǒng)非線性建模與反饋線性化控制 8
2.1 電液伺服系統(tǒng)線性模型及特性分析 8
2.1.1 線性化建模 8
2.1.2 多自由度負(fù)載建模 10
2.1.3 閥控執(zhí)行器的非線性分析 13
2.2 電液伺服系統(tǒng)非線性模型 14
2.3 模型對比仿真實例 16
2.4 基于精確模型的反饋線性化控制策略及頻寬拓展 18
2.4.1 由非線性到線性的坐標(biāo)變換 18
2.4.2 干擾抑制分析 21
2.4.3 高頻魯棒控制器的輸入輸出特性及干擾抑制分析 23
2.4.4 實驗驗證 24
2.5 本章小結(jié) 33
參考文獻(xiàn) 33
第3章 面向模型不確定性的電液伺服系統(tǒng)自適應(yīng)魯棒控制 34
3.1 電液伺服系統(tǒng)直接自適應(yīng)魯棒控制 34
3.1.1 系統(tǒng)模型與問題描述 35
3.1.2 不連續(xù)的參數(shù)映射 36
3.1.3 自適應(yīng)魯棒控制器的設(shè)計 37
3.1.4 自適應(yīng)魯棒控制器的性能及分析 41
3.1.5 仿真驗證 44
3.2 電液伺服系統(tǒng)間接自適應(yīng)魯棒控制 49
3.2.1 控制器的設(shè)計 50
3.2.2 受控的參數(shù)自適應(yīng)過程 50
3.2.3 間接參數(shù)自適應(yīng)律設(shè)計 52
3.2.4 仿真驗證 54
3.3 本章小結(jié) 57
參考文獻(xiàn) 57
第4章 光滑干擾非線性魯棒控制 58
4.1 電液伺服系統(tǒng)誤差符號積分魯棒控制 58
4.1.1 誤差符號積分魯棒控制器的設(shè)計 59
4.1.2 仿真及實驗驗證 62
4.2 基于反演設(shè)計的電液伺服系統(tǒng)自適應(yīng)積分魯棒控制 66
4.2.1 系統(tǒng)模型與問題描述 66
4.2.2 非線性自適應(yīng)積分魯棒控制器的設(shè)計 68
4.2.3 對比實驗驗證 72
4.3 電液伺服系統(tǒng)自適應(yīng)誤差符號積分魯棒控制 83
4.3.1 系統(tǒng)模型與問題描述 83
4.3.2 自適應(yīng)誤差符號積分魯棒控制器的設(shè)計 85
4.3.3 自適應(yīng)誤差符號積分魯棒控制器的性能及分析 86
4.3.4 對比實驗驗證 88
4.4 本章小結(jié) 98
參考文獻(xiàn) 98
第5章 基于模型的非線性摩擦補(bǔ)償與低速伺服控制 100
5.1 常用的摩擦模型 101
5.1.1 靜態(tài)摩擦模型 101
5.1.2 動態(tài)摩擦模型 102
5.2 基于LuGre模型的摩擦補(bǔ)償控制策略 103
5.2.1 系統(tǒng)模型與問題描述 103
5.2.2 基于LuGre模型的自適應(yīng)魯棒摩擦補(bǔ)償控制器的設(shè)計 105
5.2.3 自適應(yīng)魯棒控制器的性能 109
5.2.4 仿真驗證 111
5.3 基于改進(jìn)型LuGre模型的摩擦補(bǔ)償控制策略 116
5.3.1 系統(tǒng)模型與問題描述 117
5.3.2 新型連續(xù)可微的靜態(tài)摩擦模型 118
5.3.3 改進(jìn)型LuGre摩擦模型及系統(tǒng)重構(gòu) 119
5.3.4 基于改進(jìn)型LuGre模型的自適應(yīng)摩擦補(bǔ)償控制器的設(shè)計 122
5.3.5 自適應(yīng)控制器的性能 126
5.3.6 對比實驗驗證 128
5.4 本章小結(jié) 135
參考文獻(xiàn) 136
第6章 電液伺服系統(tǒng)重復(fù)控制 137
6.1 傳統(tǒng)的重復(fù)控制策略 137
6.2 電液伺服系統(tǒng)自適應(yīng)魯棒重復(fù)控制 142
6.3 電液伺服系統(tǒng)非線性自適應(yīng)重復(fù)控制 147
6.3.1 系統(tǒng)模型與問題描述 147
6.3.2 非線性自適應(yīng)重復(fù)控制器的設(shè)計 149
6.3.3 對比實驗驗證 158
6.4 本章小結(jié) 164
參考文獻(xiàn) 164
第7章 電液伺服系統(tǒng)非線性參數(shù)自適應(yīng)及運(yùn)動約束控制 166
7.1 含分母非線性參數(shù)的自適應(yīng)魯棒控制 166
7.1.1 系統(tǒng)模型與問題描述 166
7.1.2 符號定義及不連續(xù)映射 169
7.1.3 自適應(yīng)魯棒控制器的設(shè)計 169
7.1.4 性能定理 173
7.2 電液伺服系統(tǒng)加速度約束控制 174
7.2.1 系統(tǒng)模型與問題描述 175
7.2.2 符號定義及不連續(xù)映射 176
7.2.3 控制器的設(shè)計 177
7.2.4 性能定理 180
7.2.5 系統(tǒng)速度、加速度約束及控制器參數(shù)整定 181
7.2.6 仿真驗證 181
7.3 電液伺服系統(tǒng)輸出約束控制 186
7.3.1 系統(tǒng)模型與問題描述 186
7.3.2 符號定義 187
7.3.3 控制器的設(shè)計 188
7.3.4 性能定理 191
7.3.5 仿真驗證 191
7.4 本章小結(jié) 193
參考文獻(xiàn) 194
第8章 電液伺服系統(tǒng)輸出反饋控制 195
8.1 液壓馬達(dá)位置伺服系統(tǒng)輸出反饋魯棒反演控制 195
8.1.1 系統(tǒng)模型與問題描述 195
8.1.2 非線性輸出反饋控制器的設(shè)計 196
8.1.3 對比實驗驗證 201
8.2 單出桿液壓缸位置伺服系統(tǒng)輸出反饋控制 208
8.2.1 系統(tǒng)模型與問題描述 208
8.2.2 系統(tǒng)輸出反饋控制器的設(shè)計 210
8.2.3 仿真分析 215
8.3 本章小結(jié) 218
參考文獻(xiàn) 219
第9章 電液負(fù)載模擬器及其速度同步控制 220
9.1 電液負(fù)載模擬器的基本原理 221
9.2 電液負(fù)載模擬器的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的建立 222
9.2.1 負(fù)載模擬器動力執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型 222
9.2.2 負(fù)載模擬器其他環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型 226
9.3 簡化模型及其所帶來的影響 228
9.4 復(fù)雜模型的特性分析 230
9.5 基于舵機(jī)控制信號的負(fù)載模擬器的速度同步控制 235
9.6 本章小結(jié) 238
參考文獻(xiàn) 238
第10章 基于速度同步思想的復(fù)合同步加載控制 239
10.1 復(fù)合速度同步控制策略 239
10.1.1 數(shù)學(xué)建模 239
10.1.2 結(jié)構(gòu)不變性與傳統(tǒng)速度同步方法的理論及應(yīng)用分析 241
10.1.3 考慮舵機(jī)剛度的速度同步補(bǔ)償算法 244
10.1.4 復(fù)合速度同步控制算法 247
10.1.5 復(fù)合速度同步控制器的補(bǔ)償參數(shù)確定規(guī)則 250
10.1.6 實驗驗證 252
10.2 基于舵機(jī)指令前饋的同步加載控制策略 261
10.2.1 同步控制器設(shè)計 261
10.2.2 實驗驗證 263
10.3 本章小結(jié) 266
參考文獻(xiàn) 266
第11章 電液負(fù)載模擬器的自適應(yīng)速度同步復(fù)合控制 267
11.1 自適應(yīng)速度同步復(fù)合控制思想 267
11.2 自適應(yīng)速度同步控制器設(shè)計 269
11.2.1 舵機(jī)和加載系統(tǒng)的速度頻域模型 269
11.2.2 速度同步控制器結(jié)構(gòu) 270
11.2.3 基本概念與相關(guān)定理 272
11.2.4 主要結(jié)論 273
11.3 仿真研究 276
11.3.1 基于AMESim/Simulink的聯(lián)合仿真環(huán)境 276
11.3.2 多余力仿真 278
11.3.3 動態(tài)加載仿真 281
11.4 實驗驗證 284
11.4.1 多余力實驗 285
11.4.2 動態(tài)加載實驗 287
11.5 本章小結(jié) 290
參考文獻(xiàn) 291
第12章 電液負(fù)載模擬器自適應(yīng)魯棒控制 292
12.1 電液負(fù)載模擬器自適應(yīng)魯棒非線性控制 292
12.1.1 系統(tǒng)模型與問題描述 292
12.1.2 自適應(yīng)魯棒力控制器設(shè)計 294
12.1.3 仿真驗證 298
12.2 電液負(fù)載模擬器高動態(tài)自適應(yīng)魯棒輸出反饋控制 302
12.2.1 系統(tǒng)模型與問題描述 302
12.2.2 自適應(yīng)魯棒力控制器設(shè)計 303
12.2.3 實驗驗證 308
12.3 電液負(fù)載模擬器自適應(yīng)魯棒反步控制 314
12.3.1 系統(tǒng)模型與問題描述 314
12.3.2 自適應(yīng)魯棒反步力控制器設(shè)計 314
12.4 本章小結(jié) 320
參考文獻(xiàn) 320
第13章 電液負(fù)載模擬器靜態(tài)加載摩擦補(bǔ)償 321
13.1 基于動態(tài)摩擦模型的非線性魯棒控制 321
13.1.1 系統(tǒng)模型與問題描述 321
13.1.2 控制器設(shè)計 324
13.1.3 實驗驗證 328
13.2 基于光滑LuGre模型的自適應(yīng)魯棒控制與摩擦補(bǔ)償 332
13.2.1 系統(tǒng)模型與問題描述 332
13.2.2 控制器設(shè)計 333
13.2.3 仿真驗證 336
13.3 本章小結(jié) 339
參考文獻(xiàn) 339