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| 內容簡介： |
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《分数阶控制器设计方法与振动抑制性能分析》从分数阶微积分发展、相关分数阶基本理论、基于函数逼近理论的分数阶微积分算子逼近、分数阶控制器的数字实现、基于神经网络的分数阶控制器参数整定及分数阶控制器在电机振动抑制方面应用等方面对分数阶干扰观测器设计与仿真、分数阶控制器设计、频率特性分析及对电机振动抑制性能分析等进行了具体详细的阐述，为分数阶控制器的设计、分析及应用提供了理论与实践基础。
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| 目錄：
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前言
第1章 绪论
1.1 分数阶微积分发展概述
1.2 分数阶微积分定义发展简介
1.2.1 各种定义的提出
1.2.2 存在的分歧
1.3 分数阶微积分在控制领域中的应用
1.4 分数阶微积分与整数阶微积分的比较
本章小结
参考文献
第2章 相关分数阶微积分理论基础
2.1 引言
2.2 特殊函数
2.2.1 Ganmaa函数
2.2.2 Bata函数
2.2.3 Mittag-Leffler函数
2.3 三种分数阶微积分吋域定义
2.3.1 Grunwald-Letnikov分数阶微积分定义
2.3.2 Riemann-Liouville分数阶微积分
2.3.3 Caputo分数阶微积分定义
2.4 相关分数阶微分性质
2.4.1 线性性质
2.4.2 分数阶微分的Leibniz规则
2.4.3 趋近于下限的分数阶微分状态
2.4.4 远离下限的分数阶微分状态
2.5 分数阶微分的Laplace变换
2.5.1 Laplace变换基本知识回顾
2.5.2 Riemann-Liouville分数阶微分的Laplace变换
2.5.3 Caputo分数阶微分的Laplace变换
2.5.4 Grunwald-Letnikov分数阶微分的Laplace变换
2.6 线性时不变分数阶系统
2.6.1 线性时不变系统的分数阶微分方程及其求解
2.6.2 分数阶线性时不变系统的描述
2.6.3 分数阶线性时不变系统可观测性与可控性
2.6.4 分数阶线性时不变系统稳定性
2.7 分数阶线性时不变系统稳定性分析举例
2.7.1 多值函数特性在Riemann平面中的表达
2.7.2 极点位置与时间响应的关系
2.7.3 分数阶系统在频率域的稳定性分析
本章小结
参考文献
第3章 分数阶微积分算子的近似方法
3.1 直接离散化方法
3.1.1 常用生成函数
3.1.2 连分式展开法
3.1.3 Euler生成函数连分式展开法
3.1.4 Tustin生成函数连分式展开法
3.1.5 Al-Alaoui生成函数连分式展开法
3.1.6 三种生成函数连分式展开法的逼近效果对比
3.2 间接离散化方法
3.2.1 Oustaloup方法
3.2.2 逼近阶次的选择
本章小结
参考文献
第4章 基于函数逼近理论的分数阶微积分算子近似方法
4.1 函数逼近
4.1.1 函数逼近的基本概念
4.1.2 最佳一致逼近
4.2 基于最佳有理逼近的分数阶微积分算子近似方法
4.2.1 最佳有理逼近定义与存在性引理
4.2.2 分数阶积分算子的最佳有理逼近
4.2.3 算法验证
4.2.4 分数阶微分算子的最佳有理逼近
4.3 基于联合最优有理逼近的分数阶微积分算子近似方法
4.3.1 联合最优有理逼近的定义
4.3.2 算法步骤
4.3.3 算法验证
本章小结
参考文献
第5章 分数阶PIαDβ控制器设计方法
5.1 基于直接离散化方法的分数阶控制器设计
5.1.1 基于Tustin算子的分数阶PIαDβ控制器设计
5.1.2 基于Al-Alaoui算子的分数阶PIαDβ控制器设计
5.2 基于间接离散化方法的分数阶PIαDβ控制器设计
5.2.1 设计步骤
5.2.2 设计实例1
5.2.3 设计实例2
本章小结
参考文献
第6章 基于神经网络的分数阶PIαDβ控制器参数整定
6.1 神经网络的基础理论
6.1.1 神经网络定义
6.1.2 神经元的结构模型
6.1.3 人工神经网络结构模型
6.2 BP神经网络
6.2.1 BP神经网络的定义及结构
6.2.2 BP神经网络的学习过程
6.2.3 BP神经网络特点简介
6.2.4 BP神经网络隐层结构节点选择的原则
6.3 基于BP神经网络的分数阶PIαDβ控制器结构与参数整定原理
6.3.1 基于BP神经网络的分数阶PIαDβ控制器结构
6.3.2 神经网络结构的确定
6.4 基于BP神经网络的分数阶PIαDβ控制器参数整定算法
6.4.1 神经网络各层输出计算
6.4.2 基于误差反向传播的网络权系数修正算法
本章小结
参考文献
第7章 基于MATLAB的分数阶PIαDβ控制器设计平台
7.1 控制器设计平台的结构化设计
7.2 控制器设计平台简介
7.2.1 控制器设计平台功能简介
7.2.2 控制器设计平台功能模块简介
7.3 平台软件设计与实现
7.3.1 静态界面的设计与创建
7.3.2 分数阶积分算子有理逼近函数生成模块的设计
7.3.3 控制器传递函数生成模块的设计
7.3.4 软件中参数传递方法说明
本章小结
参考文献
第8章 交流电机调速系统测控平台的设计与实现
8.1 测控平台功能简介
8.2 测控平台硬件的设计与实现
8.2.1 总体设计
8.2.2 转速信号采集电路
8.2.3 电压信号采集电路
8.2.4 振动信号采集电路
8.2.5 电流信号采集电路
8.2.6 控制电流输出外部接线
8.3 测控平台的软件设计与实现
8.3.1 总体设计
8.3.2 控制器算法实现
8.3.3 转速反馈程序设计与实现
8.3.4 电压反馈程序设计与实现
8.3.5 控制面板程序设计与实现
8.3.6 频谱分析程序设计与实现
8.3.7 振动信号检测程序设计与实现
本章小结
第9章 变频调速下的交流电机振动频谱特征
9.1 变频器驱动的异步电机谐波分析
9.1.1 变频器输出电压谐波分析
9.1.2 异步电机谐波转矩分析
9.2 变频调速下的交流电机振动频谱特征分析
9.2.1 调压器与变频器驱动下电机频谱对比分析
9.2.2 变频器载波频率对电机振动的影响
本章小结
参考文献
第10章 分数阶PIαDβ控制器振动抑制性能分析
10.1 引言
10.2 电机振动与定子电流频谱对比分析
10.2.1 低频段频谱对比
10.2.2 中、高频段电机振动频谱分析
10.2.3 载波段频谱对比
10.3 基于不同控制算法的振动频谱分析
10.3.1 低频段频谱对比
10.3.2 载波段振动与电流频谱分析
10.4 分数阶控制器的振动抑制机理分析
10.4.1 交流电机的电磁转矩与定子电流的关系
10.4.2 分数阶PIαDβ控制器振动抑制性能分析
本章小结
参考文献
第11章 分数阶干扰观测器
11.1 二自由度PID控制的概念
11.2 二自由度控制系统简介
11.2.1 一自由度控制系统
11.2.2 二自由度控制系统
11.3 几种二自由度控制系统结构简介
11.3.1 基于自适应控制理论的二自由度控制系统结构
11.3.2 基于内模控制的二自由度控制系统结构
11.3.3 基于干扰观测器的二自由度控制系统结构
11.3.4 多类型二自由度PID控制
11.4 干扰观测器原理及鲁棒性分析
11.4.1 干扰观测器设计原理
11.4.2 干扰观测器鲁棒性分析
11.5 整数阶Q滤波器设计
11.5.1 Q滤波器设计基本原则
11.5.2 Q滤波器的带宽设计
11.5.3 Q滤波器的阶次设计
11.6 仿真举例
11.7 分数阶Q滤波器及其设计方法分析
11.7.1 分数阶Q滤波器介绍
11.7.2 分数阶Q滤波器设计
11.8 分数阶干扰观测器仿真验证
11.8.1 仿真实验系统的数学模型
11.8.2 分数阶干扰观测器的设计
11.8.3 分数阶干扰观测器的数字实现
11.8.4 分数阶干扰观测器与整数阶PI控制器的比较
11.9 分数阶干扰观测器Simulink仿真
本章小结
参考文献
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