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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 内模控制原理和常规设计方法3

1.2.1 内模控制性质4

1.2.2 内模控制的设计5

1.3 内模控制的发展现状7

1.3.1 滤波器优化设计8

1.3.2 典型被控过程的应用8

1.3.3 内模控制结构拓展及改进9

1.3.4 先进控制算法在内模控制中的应用10

本章参考文献13

第2章 时滞过程内模PID鲁棒设计方法18

2.1 内模PID控制器设计18

2.1.1 一阶过程的内模PID控制器设计19

2.1.2 二阶过程的内模PID控制器设计20

2.1.3 时滞过程内模PID控制器设计20

2.2 基于最大灵敏度的内模PID整定方法21

2.2.1 最大灵敏度22

2.2.2 时滞过程内模PID的鲁棒整定23

2.2.3 仿真结果与分析24

2.3 积分时滞过程内模PID控制器鲁棒设计27

2.3.1 积分时滞系统内模控制28

2.3.2 积分时滞过程内模PID控制器设计28

2.3.3 仿真结果与分析30

2.4 不稳定时滞过程内模PID控制器鲁棒设计34

2.4.1 不稳定时滞过程内模PID控制器设计34

2.4.2 控制系统结构的简化35

2.4.3 仿真结果及分析36

本章参考文献37

第3章 智能自适应内模控制器设计方法40

3.1 一种具有设定值加权的IMC-PID控制方法40

3.1.1 基于Pade近似的IMC-PID控制器设计40

3.1.2 模糊设定值加权IMC-PID控制方法41

3.1.3 仿真分析43

3.2 交流伺服系统模糊内模PID控制器设计46

3.3 神经网络自适应内模PID控制方法50

3.3.1 神经网络IMC-PID控制器50

3.3.2 仿真结果及分析54

3.4 三容液位过程的单神经元内模PID控制方法57

本章参考文献63

第4章 神经网络内模控制65

4.1 神经网络概述65

4.1.1 人工神经元与神经网络65

4.1.2 神经网络辨识结构67

4.2 神经网络内模控制系统的构造72

4.2.1 可逆性分析72

4.2.2 非线性系统逆模型73

4.2.3 神经网络逆模型辨识74

4.2.4 神经网络内模控制结构76

4.3 多模型神经网络内模控制78

4.3.1 多模型神经网络内模控制策略78

4.3.2 基于模糊分类的多模型神经网络内模控制79

4.3.3 被控过程模型和控制器的建立80

4.3.4 仿真分析83

4.4 基于近似内模的神经网络控制85

4.4.1 非线性离散系统神经网络近似输入／输出模型86

4.4.2 基于近似内模的神经网络控制88

4.5 基于自构建神经网络的内模控制方法93

4.5.1 自构建神经网络93

4.5.2 自构建神经网络内模控制结构94

4.5.3 设计步骤95

4.5.4 仿真与分析99

本章参考文献101

第5章 基于T-S模型的模糊内模控制104

5.1 模糊系统模型的基本概念104

5.2 非线性系统T-S模型结构及辨识方法106

5.2.1 动态系统的T-S模型106

5.2.2 T-S模型的辨识过程107

5.2.3 仿真分析111

5.3 基于自适应遗传算法的T-S模型辨识方法115

5.3.1 遗传算法基本原理115

5.3.2 基于遗传算法的T-S模型辨识115

5.3.3 仿真分析120

5.4 基于改进的微粒群优化算法的T-S模型辨识方法123

5.4.1 微粒群优化算法123

5.4.2 基于微粒群优化算法的T-S模型辨识125

5.4.3 仿真分析127

5.5 基于T-S模型的非线性内模控制方法130

5.5.1 非线性系统的可逆性和逆稳定性131

5.5.2 模糊内部模型的建立131

5.5.3 模糊内模控制器的设计132

5.5.4 仿真与分析134

本章参考文献137

第6章 内模控制的应用139

6.1 内模控制在光电跟踪系统中的应用139

6.1.1 光电跟踪伺服系统的组成及工作原理140

6.1.2 光电跟踪伺服系统建模142

6.1.3 光电跟踪伺服系统内模控制器的设计与实现149

6.1.4 实验结果及分析150

6.2 内模控制在火炮电液伺服系统中的应用152

6.2.1 液压伺服系统组成原理及模型153

6.2.2 内模控制器设计159

6.2.3 仿真与实验分析159

6.3 单神经元自适应内模控制在交流调速系统中的应用162

6.3.1 基于转子磁场定向的交流调速系统模型162

6.3.2 全数字化交流调速系统平台164

6.3.3 基于单神经元的内模控制器设计167

6.3.4 系统软件的设计与实现169

6.3.5 实验结果及分析171

本章参考文献172