本書從數學基礎、經典分析、現代分析、數字實現四個大的方面分別對分數階系統(tǒng)的控制模型、頻率特性、穩(wěn)定性能、空間根軌跡、能控能觀性、分數階頻域控制器的綜合設計、分數階狀態(tài)觀測器設計等內容進行了定性與定量的論證說明，為分數階系統(tǒng)的理論分析與應用研究提供了重要的理論依據和驗證手段。
第1章 分數階微積分理論與分數階系統(tǒng)
1.1 分數階微積分的發(fā)展
1.1.1 分數階微積分的歷史
1.1.2 分數階微積分在控制領域的應用
1.2 基本函數
1.3 分數階微積分定義及性質
1.3.1 分數階微積分定義
1.3.2 分數階微積分性質
1.4 分數階控制系統(tǒng)
1.4.1 分數階控制系統(tǒng)描述
1.4.2 分數階控制器參數校正方法研究現狀
1.4.3 分數階系統(tǒng)求解方法研究現狀
1.4.4 分數階微積分特點及存在的問題
第2章 分數階PIλDμ控制器設計
2.1 分數階PIλDμ控制器描述 第1章 分數階微積分理論與分數階系統(tǒng)
1.1 分數階微積分的發(fā)展
1.1.1 分數階微積分的歷史
1.1.2 分數階微積分在控制領域的應用
1.2 基本函數
1.3 分數階微積分定義及性質
1.3.1 分數階微積分定義
1.3.2 分數階微積分性質
1.4 分數階控制系統(tǒng)
1.4.1 分數階控制系統(tǒng)描述
1.4.2 分數階控制器參數校正方法研究現狀
1.4.3 分數階系統(tǒng)求解方法研究現狀
1.4.4 分數階微積分特點及存在的問題
第2章 分數階PIλDμ控制器設計
2.1 分數階PIλDμ控制器描述
2.1.1 概述
2.1.2 分數階PIλDμ控制器描述
2.1.3 分數階PIλDμ控制器分類
2.2 分數階PIλDμ控制器設計
2.2.1 PID控制器參數變化對系統(tǒng)性能的影響
2.2.2 分數階PIλDμ控制器參數整定方法
2.3 分數階PIλDμ控制器實現
2.3.1 解析法
2.3.2 直接離散化方法
2.3.3 間接離散化方法
2.4 分數階PIλDμ控制系統(tǒng)設計舉例
第3章 整數階被控對象分數階PIλDμ魯棒控制
3.1 一階被控對象分數階PIλDμ魯棒控制
3.1.1 一階被控對象與控制器模型
3.1.2 整數階PID控制器的設計
3.1.3 分數階PIλDμ控制器設計
3.1.4 數值仿真與結果分析
3.2 二階被控對象分數階PIλDμ魯棒控制
3.2.1 二階被控對象與控制器模型
3.2.2 分數階PDμ控制器設計
3.2.3 數值仿真與結果分析
3.3 三階被控對象分數階PIλDμ魯棒控制
3.3.1 三階被控對象與控制器模型
3.3.2 分數階PIλDμ控制器設計
3.3.3 數值仿真與結果分析
3.4 時滯被控對象分數階PIλDμ魯棒控制
3.4.1 時滯被控對象模型
3.4.2 時滯被控對象分數階PIλDμ魯棒控制器設計
3.4.3 數值仿真和結果分析
第4章 基于向量法的分數階控制器的設計
4.1 引言
4.2 基于向量法的FOPI及FO[PI]控制器的設計
4.2.1 控制器的向量模型的建立
4.2.2 基于向量法的參數整定步驟
4.2.3 控制器的向量表示
4.2.4 IOPID控制器參數整定
4.2.5 FOPI控制器參數整定
4.2.6 FO[PI]控制器參數整定
4.2.7 基于向量方法的控制器參數求解唯一性
4.2.8 仿真結果
第5章 分數階被控對象分數階PIλDμ魯棒控制
5.1 分數階被控對象與分數階控制器
5.1.1 分數階被控對象數學模型
5.1.2 控制器模型
5.2 分數階被控對象分數階PIλDμ魯棒控制器設計
5.2.1 整數階PID(10PID)控制器設計
5.2.2 分數階PIλ(FOPI)控制器的設計
5.2.3 分數階PIλ(FO[PI])控制器設計
5.2.4 分數階PIλDμ(FOPID)控制器設計
5.3 數值仿真和結果分析
5.3.1 FOPI控制系統(tǒng)仿真
5.3.2 FO[PI]控制系統(tǒng)仿真
5.3.3 FOPID控制系統(tǒng)仿真
5.3.4 基于不同控制器的分數階系統(tǒng)特性對比分析
第6章 分數階PIλDμ控制器自整定方法
6.1 分數階PIλDμ控制器自整定原理
6.2 基于繼電反饋的自整定分數階PIλ控制器的設計
6.2.1 自整定分數階PIλ(FOPI、FO[PI])控制器設計規(guī)則
6.2.2 自整定分數階PIλ(FOPI)控制器設計
6.2.3 自整定分數階PIλ(FO[PI])控制器設計
6.2.4 自整定控制器參數求解
6.3 數值仿真與結果分析
6.3.1 高階被控對象FOPI和FO[PI]控制系統(tǒng)仿真
6.3.2 帶積分環(huán)節(jié)被控對象的FOPI和FO[PI]控制系統(tǒng)仿真
6.3.3 延遲被控對象的FOPI和FO[PI]系統(tǒng)仿真
第7章 分數階控制系統(tǒng)設計應用舉例
7.1 無人機飛行控制系統(tǒng)分數階控制器的設計
7.1.1 無人機飛行控制系統(tǒng)概述
7.1.2 無人機飛行控制系統(tǒng)數學模型
7.1.3 縱向飛行姿態(tài)控制回路控制器設計
7.1.4 橫側向飛行姿態(tài)控制回路控制器設計
7.2 倒立擺系統(tǒng)分數階控制器的設計
7.2.1 倒立擺系統(tǒng)的建模
7.2.2 倒立擺系統(tǒng)控制器的設計與仿真
第8章 基于LabVIEW軟件的分數階控制系統(tǒng)實驗
8.1 基于LabVIEW的分數階控制系統(tǒng)半實物仿真平臺
8.2 基于LabVIEW的分數階控制系統(tǒng)特性實驗
8.2.1 基于IOPID控制器的控制系統(tǒng)實驗
8.2.2 基于FOPD控制器的控制系統(tǒng)實驗
8.2.3 基于FO[PD]控制器的控制系統(tǒng)實驗
8.2.4 動態(tài)特性分析
參考文獻
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