滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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刘金琨著

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滑模控制
变结构控制
MATLAB
仿真
控制理论
自动控制
现代控制
算法
工程
第3版

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出版社：清华大学出版社

ISBN：9787302402565

版次：3

商品编码：11764885

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名：电子信息与电气工程技术丛书

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：504

具体描述

编辑推荐

　　人工智能时代到来，先进控制技术是基础。本书是滑模变结构控制MATLAB仿真（第3版）的上册，即“基本理论与设计方法”部分。本书系统论述了滑模变结构控制的基本理论、基本方法和应用技术，并全部给出了MATLAB仿真分析。本书特色如下：

　　（1）滑模变结构控制算法重点置于学科交叉部分的前沿研究。介绍一些有潜力的新思想、新方法的同时，也兼顾基本概念、基本理论和基本方法的深入剖析。

　　（2）针对每种滑模控制算法，均给出了完整的MATLAB仿真程序，同时也给出了程序的说明和仿真结果，具有很强的可读性。

　　（3）从应用领域角度出发，突出理论联系实际，面向广大工程技术人员，具有很强的工程性和实用性。书中有大量应用实例及其结果分析，为读者提供了有益的借鉴。

　　（4）书中介绍的各种滑模变结构控制算法非常完整，程序设计结构设计简单明了，便于自学和二次开发。

　　源代码：书中全部实例代码可到清华大学出版社网站本书页面下载。

内容简介

　　《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版基本理论与设计方法/电子信息与电气工程技术丛书》从MATLAB仿真的角度系统地介绍了滑模变结构控制的基本理论、基本方法和应用技术，是作者多年来从事控制系统教学和科研工作的结晶，同时融入了国内外同行近年来所取得的新成果。
　　本书是在第2版基础上修改而成的，并增加了部分内容。全书共分12章，包括滑模变结构控制发展综述、连续系统滑模控制、自适应鲁棒滑模控制、基于干扰及输出测量延迟观测器的滑模控制、反演及动态面滑模控制、基于滤波器及状态观测器的滑模控制、模糊滑模控制、神经滑模控制、离散系统滑模控制、基于LMI的滑模控制、Terminal滑模控制。每种控制方法都利用MATLAB程序进行了仿真分析。
　　本书各部分内容既相互联系又相对独立，读者可根据自己需要选择学习。本书适用于从事生产过程自动化、计算机应用、机械电子和电气自动化领域工作的工程技术人员阅读，也可作为高等学校工业自动化、自动控制、机械电子、自动化仪表、计算机应用等专业的教学参考书。

作者简介

　　刘金琨，1965年生，辽宁省大连市瓦房店人。分别于1989年、1994年和1997年获东北大学工学学士、硕士和博士学位。1997年至1999年在浙江大学工业控制技术研究所从事博士后研究工作。现为北京航空航天大学控制理论与控制工程专业教授、博士生导师。主要从事智能控制、滑模变结构控制、分布式参数建模与控制的研究和教学工作。先后主持国家自然基金等科研项目10余项，发表学术论文100余篇，累计出版图书7部，其中学术专著4部。

精彩书摘

　　《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法》：
　　1.5.10 神经滑模变结构控制
　　神经网络是一种具有高度非线性的连续时间动力系统，它有着很强的自学习功能和对非线性系统的强大映射能力。利用神经网络的万能逼近特性，可实现对被控对象的模型信息和外加干扰的逼近，并通过神经网络权值的自适应调整，可实现无须模型信息的自适应神经全裸滑模控制。
　　S.C.Lin等将传统方法与神经网络相结合，无须对象的精确模型，设计了基于RBF网络的滑模控制器，该控制器成功地应用于非线性单级倒立摆的自适应控制。
　　D.Munoz等针对一类非线性离散机器人力臂系统设计了自适应滑模控制器，在该控制器中采用两个神经网络实现了非线性系统x（n）=f（x，t）+g（x，t）u中未知函数部分的逼近，从而实现了基于神经网络的滑模自适应控制。M.Ertugrul等提出了一种新型神经网络滑模控制方法，采用两个神经网络分别逼近等效滑模控制部分及切换滑模控制部分，实现了无模型控制，并有效地消除了控制器的抖振，该方法已成功地应用于机器人的轨迹跟踪。S.J.Huang等设计了基于RBF网络的滑模控制器，控制律为RBF网络的输出，利用RBF网络的逼近能力，通过神经网络权值的在线调整，实现了稳定的自适应控制。G.P.Gustavo等将BP网络学习算法与滑模控制相结合，构成新的闭环控制系统，并利用BP网络的在线学习功能，提出了一种新型滑模一神经网络控制器，实现了感应电动机的自适应滑模控制。
　　1.5.11 模糊滑模变结构控制
　　模糊滑模变结构控制有两种方法：一种方法是根据经验，通过设计模糊逻辑规则实现模糊滑模控制；另一种方法是利用模糊系统的万能逼近特性，实现对被控对象的模型信息和外加干扰的逼近，并通过模糊系统的参数自适应调整，实现无须模型信息的自适应模糊滑模控制。
　　……

前言/序言

　　滑变结构控制出现于20世纪50年代，经历了50余年的发展，已形成了一个相对独立的研究分支，成为自动控制系统的一种典型的设计方法，适用于线性与非线性系统、连续与离散系统、确定性与不确定性系统、集中参数与分布参数系统、集中控制与分散控制等。这种控制方法通过控制量的切换使系统状态沿着滑模面滑动，使系统在受到参数摄动和外部干扰的时候具有不变性，正是这种特性使得变结构控制方法受到各国学者的广泛重视。

　　由于滑模变结构控制算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于运动控制中，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。

　　在滑模变结构控制理论及其工程应用领域，近年来已有大量的论文发表。作者多年来一直从事控制理论及应用方面的教学和研究工作，为了促进变结构控制和自动化技术的进步，发布滑模变结构控制设计与应用中的最新研究成果，并使广大工程技术人员能了解、掌握和应用这一领域的最新技术，学会用MATLAB语言进行滑模变结构控制器的设计，作者编写了这本书，以抛砖引玉，供广大读者学习参考。

　　本书是在总结作者多年研究成果的基础上，进一步理论化、系统化、规范化、实用化后编写而成的，其特点如下：

　　（1）滑模变结构控制算法取材新颖，内容先进，重点介绍学科交叉部分的前沿研究和一些有潜力的新思想、新方法和新技术，取材着重于基本概念、基本理论和基本方法。

　　（2）每种滑模控制算法都给出了完整的MATLAB仿真程序，并给出了程序的说明和仿真结果，具有很强的可读性。

　　（4）本书给出的各种滑模变结构控制算法非常完整，程序设计结构设计简单明了，便于自学和进一步开发。

　　全书共分12章，包括滑模变结构控制发展综述、连续系统滑模控制、自适应鲁棒滑模控制、基于干扰及输出测量延迟观测器的滑模控制、反演及动态面滑模控制、基于滤波器及状态观测器的滑模控制、模糊滑模控制、神经滑模控制、离散系统滑模控制、基于LMI的滑模控制、Terminal滑模控制。

　　本书程序算法使用说明如下：

　　（1）本书程序可到www.tup.com.cn或http://ljk.buaa.edu.cn下载。

　　（2）下载程序并复制到硬盘MATLAB运行的路径中，即可运行仿真。

　　（3）所有算法均在MATLAB R2013a版本下运行成功，也兼容更高级版本。

　　（4）所有控制算法按章归类，程序名与书中对应一致。

　　（5）如果读者对算法和仿真程序有疑问，请通过电子邮件与作者联系。

　　本书是基于MATLAB R2011a由于采用的软件仿真环境为MATLAB R2013a英文版，所以书中仿真插图均为英文。环境下开发的，各个章节的内容具有很强的独立性，读者可以结合自己的研究方向深入地进行研究。

　　作者在滑模控制的研究中得到北京航空航天大学尔联洁教授的热情支持和指导。本书的撰写和研究工作得到了国家自然科学基金项目“N连杆柔性机械臂PDE建模及自适应边界控制理论研究”（编号： 61374048）的支持。

　　由于作者水平有限，书中难免存在一些不足和疏漏之处，欢迎广大读者批评指正。

　　刘金琨

　　2015年5月于北京航空航天大学

《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法》是一部系统阐述滑模变结构控制（Sliding Mode Control, SMC）理论及其在MATLAB环境下实现仿真应用的经典著作。本书深入浅出地介绍了SMC的核心思想、基本原理、设计方法以及在工程实践中的应用，旨在帮助读者掌握这一强大的非线性控制技术，并能独立完成SMC系统的仿真设计与验证。本书的核心内容涵盖以下几个方面：第一部分：滑模变结构控制基本理论 SMC的起源与发展：本部分将追溯SMC的起源，介绍其发展的关键里程碑，以及在不同时期所面临的挑战和取得的突破。读者将了解到SMC如何从早期的概念发展成为一种成熟且广泛应用的控制策略。 SMC的基本概念与原理：详细讲解SMC的核心思想，即如何通过设计一个“滑模面”来迫使系统的状态轨迹趋向并沿着该滑模面滑动。重点阐述滑模面、滑模运动、切换函数以及不连续控制律等关键概念。 SMC的优势与局限性：深入分析SMC相对于传统线性控制方法在处理不确定性、扰动以及系统非线性方面的显著优势，如鲁棒性强、稳定性好、设计相对简单等。同时，也会客观地指出SMC的局限性，例如抖振现象（chattering）及其应对策略。连续体动力学与离散体动力学中的SMC：探讨SMC在连续时间系统和离散时间系统中的理论差异和设计要点，为不同应用场景下的SMC设计提供理论基础。 Lyapunov稳定性理论在SMC中的应用：结合Lyapunov稳定性理论， rigorously 证明SMC系统的稳定性和鲁棒性。读者将学习如何利用Lyapunov函数来分析和设计SMC控制器。第二部分：滑模变结构控制器的设计方法等效控制方法：讲解如何利用等效控制思想来设计理想的、无抖振的SMC控制器，特别是针对线性系统和部分非线性系统的设计。高阶滑模控制（Higher-Order Sliding Mode, HOSM）：介绍HOSM技术，旨在解决传统SMC的抖振问题，提高控制器的平滑性和精度。将详细阐述不同阶数的HOSM控制器设计，如零阶、一阶、二阶滑模等。自适应滑模控制：探讨如何设计自适应SMC，使其能够根据系统参数的变化或未建模动态自动调整控制参数，进一步增强系统的鲁棒性。模糊滑模控制（Fuzzy Sliding Mode Control, FSMC）：结合模糊逻辑系统，设计模糊滑模控制器，利用模糊系统的自适应性和柔性来处理复杂的非线性系统和不确定性。神经网络滑模控制（Neural Network Sliding Mode Control, NN-SMC）：介绍如何利用神经网络的强大学习能力来逼近未知非线性函数或系统模型，并将其与SMC相结合，实现更优的控制性能。其他先进SMC设计方法：可能还包括模型预测滑模控制（MPC-SMC）、滑模观测器（Sliding Mode Observer, SMO）等先进SMC技术，为读者提供更广泛的研究视野。第三部分：MATLAB/Simulink仿真实现 MATLAB/Simulink基础：简要回顾MATLAB和Simulink的基本操作和常用功能，为后续仿真实验奠定基础。 SMC在MATLAB/Simulink中的建模：详细介绍如何使用Simulink搭建SMC系统的仿真模型，包括系统建模、控制器设计模块的构建、滑模面的实现以及不连续控制律的编写。经典SMC控制器仿真实例：通过一系列具体的工程实例，例如伺服系统、机器人、飞行器、电力系统等，演示如何将SMC理论应用于实际问题，并在MATLAB/Simulink中进行仿真。 HOSM控制器仿真实例：针对HOSM技术，提供具体的Simulink仿真案例，展示其在抑制抖振、提高跟踪精度等方面的优势。先进SMC控制器仿真实例：结合自适应SMC、模糊SMC、神经网络SMC等先进控制策略，通过仿真实例展示其在处理复杂系统和不确定性方面的性能。参数调整与性能优化：指导读者如何通过仿真调整SMC控制器的关键参数，例如滑模面的增益、切换增益、趋近律参数等，以达到最佳的控制效果。抖振的分析与抑制仿真：重点讲解如何在仿真中观察和分析SMC系统的抖振现象，并演示各种抑制抖振的方法，如边界层法、高阶滑模法、积分滑模法等。鲁棒性仿真验证：设计仿真实验来验证SMC系统在各种扰动和参数不确定性下的鲁棒性表现。 SMC仿真结果的可视化与分析：教授如何有效地利用MATLAB的绘图工具和数据分析功能来展示和解读仿真结果，对SMC系统的性能进行全面评估。本书的特色和价值：理论与实践的深度融合：本书不仅仅停留在理论层面，而是将理论知识与MATLAB/Simulink仿真紧密结合，使得读者能够通过动手实践来加深理解。内容循序渐进，结构清晰：全书内容从基础理论到设计方法，再到仿真实现，层层递进，逻辑性强，易于读者理解和掌握。案例丰富，实用性强：提供了大量的工程应用实例，涵盖了SMC在不同领域的可行性和有效性，为读者解决实际问题提供了宝贵的参考。为读者提供独立设计能力：通过本书的学习，读者不仅能理解SMC的工作原理，更能掌握独立进行SMC控制器设计、MATLAB/Simulink仿真实现以及性能分析的能力，为今后的学习和研究打下坚实的基础。本书适合于自动化、控制工程、电气工程、机械工程、航空航天等相关专业的本科生、研究生以及从事控制系统设计和研究的工程师。无论您是初次接触滑模变结构控制，还是希望深入研究其仿真应用，本书都将是您不可或缺的学习资源。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿控制技术充满好奇心的在读博士生，我一直在寻找能够帮助我理解和掌握滑模变结构控制的优秀资源。《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法》这个书名，直接点出了我最迫切的需求——理论知识和实践操作的结合。我希望这本书能够提供对SMC理论最前沿的阐述，包括一些最新的研究成果和发展趋势。例如，关于如何进一步减小抖振，提高控制精度，以及如何将其应用于更复杂的系统，如分布式参数系统、网络化控制系统等。在“MATLAB仿真”方面，我希望它能提供一些更具挑战性的仿真实例，比如如何利用SMC解决强耦合、高阶非线性系统的控制问题，甚至是如何在实时操作系统环境下实现SMC的部署。这本书能否帮助我构建扎实的SMC理论基础，并具备独立进行高级SMC仿真研究的能力，将是我评价这本书最重要的标准。

评分☆☆☆☆☆

作为一个多年从事自动化控制系统研发的工程师，我一直在寻找能够系统性梳理和深化滑模变结构控制理论，并提供实用MATLAB仿真工具的书籍。《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法》这个书名，立刻吸引了我的注意。在实际工作中，我们经常会遇到模型不精确、干扰较大的非线性系统，而SMC凭借其独特的鲁棒性，成为了解决这些问题的有力武器。我非常看重这本书在“基本理论”方面的深度。期望它能够清晰地阐述SMC的核心概念，比如滑模面的选取原则、等效控制的计算、以及如何克服抖振等关键技术难题。同时，我也希望它能深入探讨不同类型的SMC，例如高阶SMC、自适应SMC等，并分析它们各自的适用场景和优缺点。最重要的是，这本书的“MATLAB仿真”部分，我期望它能提供高质量、可复用的代码，并且能够解释每一步仿真的逻辑和意义，而不是简单地堆砌代码。我希望通过这本书，能够将SMC理论与工程实践更紧密地结合起来，解决更多实际控制难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法》让我充满了期待。我是一名刚刚入门控制理论的学生，一直对滑模变结构控制（SMC）这一强大的控制方法非常感兴趣，因为它能够在系统存在不确定性和外部扰动时，依然保持鲁棒性和稳定性。在学习过程中，我发现了很多理论书籍，但往往缺乏清晰的实现指导，尤其是如何将这些理论转化为实际的MATLAB仿真，这对于我这样一个动手能力较强的学习者来说，是一个很大的挑战。我之所以对这本书抱有如此大的期望，是因为它明确地提到了“MATLAB仿真”和“设计方法”，这正是我急需的。很多控制理论的讲解，虽然深入，但总感觉抽象，难以落地。我希望这本书能够提供详细的MATLAB代码示例，从最基础的滑模面的设计，到如何利用MATLAB进行系统的建模、仿真以及性能评估，都能有循序渐进的指导。我尤其关注的是，它能否讲解如何将SMC应用于一些典型的控制问题，比如电机控制、飞行器姿态控制等，通过真实的仿真案例，让我能够更直观地理解SMC的优势和局限性，从而更好地掌握这项技术。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚开始接触控制工程专业的学生，对各种控制理论都充满了探索的兴趣。听闻滑模变结构控制（SMC）是一种非常强大的、能够处理不确定性的控制方法，所以我对《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法》这本书产生了浓厚的兴趣。我特别希望这本书能够像一位耐心的老师一样，从最基础的概念讲起。例如，什么是“滑模”？为什么叫做“变结构”？我希望它能用非常通俗易懂的语言，配以清晰的图示，帮助我理解SMC的核心思想。同时，这本书的“MATLAB仿真”部分，对我来说至关重要。我希望它能够提供非常详细的步骤，一步一步地指导我如何在MATLAB中搭建SMC的仿真模型，从简单的例子开始，逐步过渡到更复杂的系统。能够看到具体的代码，并且理解代码的每一行都在做什么，这将是我学习SMC最有效的方式。我希望这本书能够让我对SMC有一个全面而深刻的认识，并能够亲手完成一些基本的SMC仿真项目。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样在高校从事机器人控制研究的教师来说，找到一本能够兼顾理论深度与工程实践指导的教材是非常困难的。《滑模变结构控制MATLAB仿真第3版：基本理论与设计方法》这个书名，让我看到了希望。机器人系统通常是非线性的，并且在运动过程中会受到外部环境的扰动，SMC在这类应用中展现出了巨大的潜力。我尤其看重这本书的“设计方法”部分。我希望它不仅能介绍SMC的基本设计流程，还能提供一些高级的设计技巧，例如如何针对特定机器人关节或自由度进行SMC设计，以及如何将SMC与其他控制策略相结合，形成更优的混合控制系统。此外，书中的“MATLAB仿真”部分，我期望它能够涵盖更广泛的机器人控制场景，比如使用SMC控制机器人的路径跟踪、力控，甚至是一些动态平衡任务。如果能够提供不同类型机器人（如人形机器人、无人机）的仿真模型和SMC实现示例，那将对我启发新的研究思路大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

讲解挺透彻的，很容易上手

评分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好啊

评分☆☆☆☆☆

京东速度快

评分☆☆☆☆☆

挺好的，物流速度很给力

评分☆☆☆☆☆

滑模入门很好的一本书，推荐！

评分☆☆☆☆☆

好