機器人控制系統的設計與MATLAB仿真：基本設計方法

《機器人控制系統的設計與MATLAB仿真：基本設計方法》是2016年清華大學出版社出版的圖書，作者是劉金琨。

內容簡介

本書系統地介紹了機械手控制的幾種先進設計方法，是作者多年來從事機器人控制系統教學和科研工作的結晶，同時融入了國內外同行近年來所取得的最新成果。本書以機械手的控制為論述對象，共包括10章，分別介紹了先進PID控制、神經網路自適應控制、模糊自適應控制、疊代學習控制、反演控制、滑模控制、自適應魯棒控制、末端軌跡及力控制、重複控制設計方法。每種方法都給出了算法推導、實例分析和相應的MATLAB仿真設計程式。本書各部分內容既相互聯繫又相互獨立，讀者可根據自己的需要選擇學習。本書適用於從事生產過程自動化、計算機套用、機械電子和電氣自動化領域工作的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校工業自動化、自動控制、機械電子、自動化儀表、計算機套用等專業的教學參考書。

目錄

前言Ⅰ

仿真程式使用說明Ⅲ

第1章緒論

1.1機器人控制方法簡介

1.1.1機器人常用的控制方法

1.1.2不確定機器人系統的控制

1.2機器人動力學模型及其結構特性

1.3基於S函式的Simulink仿真

1.3.1S函式簡介

1.3.2S函式使用步驟

1.3.3S函式的基本功能及重要參數設定

1.3.4S函式描述實例

第2章機械手PID控制

2.1機械手獨立PD控制

2.1.1控制律設計

2.1.2收斂性分析

2.1.3仿真實例

2.2基於重力補償的機械手PD控制

2.2.1控制律設計

2.2.2控制律分析

2.3基於模型補償的機械手PD控制

2.3.1系統描述

2.3.2控制器的設計

2.3.3仿真實例

參考文獻

第3章機械手神經網路自適應控制

3.1一種簡單的RBF網路自適應滑模控制

3.1.1問題描述

3.1.2RBF網路原理

3.1.3控制算法設計與分析

3.1.4仿真實例

3.2基於RBF網路逼近的機械手自適應控制

3.2.1問題的提出

3.2.2基於RBF神經網路逼近的控制器

3.2.3針對f(x)中各項分別進行神經網路逼近

3.2.4仿真實例

參考文獻

第4章機械手模糊自適應控制

4.1單力臂機械手直接自適應模糊控制

4.1.1問題描述

4.1.2模糊控制器的設計

4.1.3自適應律的設計

4.1.4仿真實例

4.2單力臂機械手間接自適應模糊控制

4.2.1問題描述

4.2.2自適應模糊滑模控制器設計

4.2.3穩定性分析

4.2.4仿真實例

4.3單級倒立擺的監督模糊控制

4.3.1模糊系統的設計

4.3.2模糊監督控制器的設計

4.3.3穩定性分析

4.3.4仿真實例

4.4基於模糊補償的機械手自適應模糊控制

4.4.1系統描述

4.4.2基於傳統模糊補償的控制

4.4.3基於模型信息已知的模糊補償控制

4.4.4仿真實例

4.5基於線性矩陣不等式的單級倒立擺TS模糊控制

4.5.1基於LMI的TS型模糊系統控制器設計

4.5.2LMI不等式的設計及分析

4.5.3不等式的轉換

4.5.4LMI設計實例說明

4.5.5單級倒立擺的TS模型模糊控制

參考文獻

第5章機械手疊代學習控制及重複控制

5.1疊代學習控制的數學基礎

5.1.1矩陣的跡及初等性質

5.1.2向量範數和矩陣範數

5.2疊代學習控制方法介紹

5.2.1疊代學習控制基本原理

5.2.2基本的疊代學習控制算法

5.2.3疊代學習控制主要分析方法

5.2.4疊代學習控制的關鍵技術

5.3機械手軌跡跟蹤疊代學習控制仿真實例

5.3.1控制器設計

5.3.2仿真實例

5.4線性時變連續系統疊代學習控制

5.4.1系統描述

5.4.2控制器設計及收斂性分析

5.4.3仿真實例

5.5任意初始狀態下的疊代學習控制

5.5.1問題的提出

5.5.2控制器的設計

5.5.3仿真實例

參考文獻

第6章機械手反演控制

6.1簡單眼演控制器設計

6.1.1基本原理

6.1.2仿真實例

6.2單關節機械手的反演控制

6.2.1系統描述

6.2.2反演控制器設計

6.2.3仿真實例

6.3雙耦合電機的反演控制

6.3.1系統描述

6.3.2反演控制器設計

6.3.3仿真實例

參考文獻

第7章機械手滑模控制

7.1機械手動力學模型及特性

7.2基於計算力矩法的滑模控制

7.2.1系統描述

7.2.2控制律設計

7.2.3仿真實例

7.3基於輸入輸出穩定性理論的滑模控制

7.3.1系統描述

7.3.2控制律設計

7.3.3仿真實例

7.4基於LMI的指數收斂非線性干擾觀測器的控制

7.4.1非線性干擾觀測器的問題描述

7.4.2非線性干擾觀測器的設計

7.4.3LMI不等式的求解

7.4.4計算力矩法的滑模控制

7.4.5仿真實例

7.5欠驅動兩桿機械臂Pendubot滑模控制

7.5.1Pendubot控制問題

7.5.2Pendubot機械臂建模

7.5.3Pendubot動力學模型

7.5.4Pendubot模型的分析

7.5.5滑模控制律設計

7.5.6閉環穩定性分析

7.5.7基於Hurwitz的參數設計

7.5.8仿真實例

參考文獻

第8章機械手自適應魯棒控制

8.1單力臂機械系統的魯棒自適應控制

8.1.1問題描述

8.1.2魯棒模型參考自適應控制

8.1.3仿真實例

8.2二級倒立擺的H∞魯棒控制

8.2.1系統的描述

8.2.2基於LMI的控制律的設計

8.2.3二級倒立擺系統的描述

8.2.4仿真實例

參考文獻

第9章機械手末端軌跡及力的連續切換滑模控制

9.1基於雙曲正切函式切換的滑模控制

9.1.1雙曲正切函式的特性

9.1.2仿真實例

9.1.3基於雙曲正切函式的滑模控制

9.1.4仿真實例

9.2基於位置動力學模型的機械手末端軌跡滑模控制

9.2.1工作空間直角坐標與關節角位置的轉換

9.2.2機械手在工作空間的建模

9.2.3滑模控制器的設計

9.2.4仿真實例

9.3基於角度動力學模型的機械手末端軌跡滑模控制

9.3.1機械手在工作空間的建模

9.3.2工作空間直角坐標與關節角位置的轉換

9.3.3滑模控制器的設計

9.3.4仿真實例

9.4工作空間中雙關節機械手末端的阻抗滑模控制

9.4.1問題的提出

9.4.2阻抗模型的建立

9.4.3滑模控制器的設計

9.4.4仿真實例

9.5受約束條件下雙關節機械手末端力及關節角度的滑模控制

9.5.1問題的提出

9.5.2模型的降階

9.5.3控制律的設計

9.5.4穩定性分析

9.5.5仿真實例

參考文獻

第10章重複控制基本原理及設計方法

10.1重複控制的基本原理

10.1.1重複控制的理論基礎

10.1.2基本的重複控制系統結構

10.1.3基本重複控制系統穩定性分析

10.1.4仿真實例

10.2一種具有多路周期指令信號的數字重複控制

10.2.1系統的結構

10.2.2重複控制器的設計

10.2.3仿真實例

參考文獻