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第1章 数字PID控制1

1.1 PID控制原理1

1.2 连续系统的模拟PID仿真2

1.3 数字PID控制2

1.3.1 位置式PID控制算法3

1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真3

1.3.3 离散系统的数字PID控制仿真7

1.3.4 增量式PID控制算法及仿真13

1.3.5 积分分离PID控制算法及仿真15

1.3.6 抗积分饱和PID控制算法及仿真18

1.3.7 梯形积分PID控制算法21

1.3.8 变速积分PID算法及仿真22

1.3.9 带滤波器的PID控制仿真25

1.3.10 不完全微分PID控制算法及仿真30

1.3.11 微分先行PID控制算法及仿真34

1.3.12 带死区的PID控制算法及仿真38

1.3.13 基于前馈补偿的PID控制算法及仿真42

1.3.14 步进式PID控制算法及仿真45

2.2.1 串级PID控制原理49

2.2 串级PID控制49

2.1 单回路PID控制系统49

第2章 常用的PID控制系统49

2.2.2 仿真程序及分析50

2.3 纯滞后系统的大林控制算法53

2.3.1 大林控制算法原理53

2.3.2 仿真程序及分析53

2.4 纯滞后系统的Smith控制算法55

2.4.1 连续Smith预估控制55

2.4.2 仿真程序及分析57

2.4.3 数字Smith预估控制58

2.4.4 仿真程序及分析59

第3章 专家PID控制和模糊PID控制63

3.1 专家PID控制63

3.1.1 专家PID控制原理63

3.1.2 仿真程序及分析64

3.2 模糊自适应整定PID控制67

3.2.1 模糊自适应整定PID控制原理67

3.2.2 仿真程序及分析70

3.3.1 模糊免疫PID控制算法原理81

3.3 模糊免疫PID控制算法81

3.3.2 仿真程序及分析82

第4章 神经PID控制87

4.1 基于单神经元网络的PID智能控制87

4.1.1 几种典型的学习规则87

4.1.2 单神经元自适应PID控制87

4.1.3 改进的单神经元自适应PID控制88

4.1.4 仿真程序及分析88

4.1.5 基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID控制92

4.1.6 仿真程序及分析93

4.2 基于BP神经网络整定的PID控制96

4.2.1 基于BP神经网络的PID整定原理96

4.2.2 仿真程序及分析98

4.3 基于RBF神经网络整定的PID控制104

4.3.1 RBF神经网络模型104

4.3.2 RBF网络PID整定原理106

4.3.3 仿真程序及分析106

4.4.1 神经网络模型参考自适应控制原理112

4.4.2 仿真程序及分析112

4.4 基于RBF神经网络辨识的单神经元PID模型参考自适应控制112

4.5 基于CMAC(神经网络)与PID的并行控制117

4.5.1 CMAC概述117

4.5.2 CMAC与PID复合控制算法119

4.5.3 仿真程序及分析120

4.6 CMAC与PID并行控制的Simulink仿真125

4.6.1 Simulink仿真方法125

4.6.2 仿真程序及分析125

5.1 遗传算法的基本原理130

第5章 基于遗传算法整定的PID控制130

5.2 遗传算法的优化设计131

5.2.1 遗传算法的构成要素131

5.2.2 遗传算法的应用步骤131

5.3 遗传算法求函数极大值132

5.3.1 遗传算法求函数极大值实例132

5.3.2 仿真程序133

5.4 基于遗传算法的PID整定136

5.4.1 基于遗传算法的PID整定原理137

5.4.2 基于实数编码遗传算法的PID整定138

5.4.3 仿真程序140

5.4.4 基于二进制编码遗传算法的PID整定144

5.4.5 仿真程序145

5.5 基于遗传算法摩擦模型参数辨识的PID控制149

5.5.1 仿真实例149

5.5.2 仿真程序150

第6章 先进PID多变量解耦控制156

6.1 PID多变量解耦控制156

6.1.1 PID解耦控制原理156

6.1.2 仿真程序及分析156

6.2.1 单神经元PID解耦控制原理159

6.2 单神经元PID解耦控制159

6.2.2 仿真程序及分析160

6.3 基于DRNN神经网络整定的PID解耦控制164

6.3.1 基于DRNN神经网络参数自学习PID解耦控制原理164

6.3.2 DRNN神经网络的Jacobian信息辨识165

6.3.3 仿真程序及分析166

第7章 几种先进PID控制方法176

7.1 基于干扰观测器的PID控制176

7.1.1 干扰观测器设计原理176

7.1.2 连续系统的控制仿真178

7.1.3 离散系统的控制仿真180

7.2 非线性系统的PID鲁棒控制186

7.2.1 基于NCD优化的非线性优化PID控制186

7.2.2 基于NCD与优化函数结合的非线性优化PID控制188

7.3 一类非线性PID控制器设计189

7.3.1 非线性控制器设计原理189

7.3.2 仿真程序及分析190

7.4 基于重复控制补偿的高精度PID控制196

7.4.1 重复控制原理196

7.4.3 仿真程序及分析197

7.4.2 基于重复控制补偿的PID控制197

7.5 基于零相差前馈补偿的PID控制202

7.5.1 零相差控制原理202

7.5.2 基于零相差前馈补偿的PID控制204

7.5.3 仿真程序及分析205

7.6 基于卡尔曼滤波器的PID控制217

7.6.1 卡尔曼滤波器原理217

7.6.2 仿真程序及分析218

7.6.3 基于卡尔曼滤波器的PID控制221

7.6.4 仿真程序及分析221

7.7.1 单级倒立摆建模224

7.7 单级倒立摆的PID控制224

7.7.3 仿真程序及分析226

7.7.2 单级倒立摆控制226

7.8 吊车-双摆系统的控制231

7.8.1 吊车-双摆系统的建模231

7.8.2 吊车-双摆系统的仿真232

第8章 灰色PID控制238

8.1 灰色控制原理238

8.1.1 生成数列238

8.2.1 灰色PID控制的理论基础239

8.1.2 GM灰色模型239

8.2 灰色PID控制239

8.2.2 连续系统灰色PID控制241

8.2.3 仿真程序及分析242

8.2.4 离散系统灰色PID控制246

8.2.5 仿真程序及分析248

8.3 灰色PID的位置跟踪252

8.3.1 连续系统灰色PID位置跟踪252

8.3.2 仿真程序及分析254

8.3.3 离散系统灰色PID位置跟踪257

8.3.4 仿真程序及分析259

第9章 伺服系统PID控制263

9.1 伺服系统低速摩擦条件下PID控制263

9.1.1 Stribeck摩擦模型描述263

9.1.2 一个典型伺服系统描述263

9.1.3 仿真程序及分析264

9.2 伺服系统三环的PID控制271

9.2.1 伺服系统三环的PID控制原理271

9.2.2 仿真程序及分析272

9.3.1 二质量伺服系统的PID控制原理277

9.3 二质量伺服系统的PID控制277

9.3.2 仿真程序及分析278

第10章 PID实时控制的C++语言设计及应用283

10.1 M语言的C++转化283

10.2 基于C++的三轴飞行模拟转台伺服系统的PID实时控制286

10.2.1 控制系统构成286

10.2.2 系统各部分功能的软件设计287

10.2.3 仿真程序及分析287

参考文献299