PID 控制器解析設計

本書介紹了基於穩定集的PID控制器的分解設計方法，分為PID穩定集計算方法、基於幅值裕度和相角裕度的魯棒設計方法、
H∞優化PID控制方法三個部分， 對典型的連續時間系統、離散時間系統以及其帶時間延遲的系統等分別闡述了設計過程，
以及保證閉環穩定的PI控制器和PID控制器參數確定方法。
本書適用於從事飛機、 導彈、衛星、艦船等控制系統設計領域的科學研究人員和工程技術人員，
從事控制理論和應用技術研究學習的高校教師、研究生和高年級本科生，
以及從事PID控制器參數設計與穩定機制研究的其他相關科研工作者。

第1章控制概論
1.1 概述
1.2 積分控制的魔力
1.3 PID控制器設計方法綜述
1.3.1 PID控制器結構
1.3.2 PID控制器模型
1.3.3 經典的PID控制器整定
1.3.4 PID控制器整定方法
1.4 積分器飽和
1.4.1 設定值限幅
1.4.2 反向計算與跟踪
1.4.3 條件積分器
1.5 控制的起伏
1.5.1 二次型化和魯棒性
1.5.2 H∞ 控制
1.5.3 布萊克放大器：高增益反饋的魯棒性
1.5.4 高階控制器的脆弱性
1.6 現代PID控制器
1.7 註釋
參考文獻
部分PID穩定集合的計算
第2章線性時不變連續系統的穩定集
2.1 概述
2.2 穩定集
2.3 特徵數公式
2.4 無時滯P控制系統的穩定集計算
2.5 無時滯PI控制系統的穩定集計算
2.6 無時滯PID控制系統的穩定集計算
2.7 σ-赫爾維茨穩定性
2.7.1 σ-赫爾維茨PID穩定集
2.7.2 可達σ的計算
2.8 無時滯一階控制系統的穩定集計算
2.8.1 根分佈的不變域
2.8.2 一階穩定集的計算過程
2.9 註釋
參考文獻
第3章Ziegler-Nichols系統的穩定集
3.1 概述
3.2 Ziegler-Nichols系統的PI控制穩定集
3.2.1 開環穩定的Ziegler-Nichols系統
3.2.2 開環不穩定的Ziegler-Nichols系統
3.3 Ziegler-Nichols系統的PID控制穩定集
3.3.1 開環穩定的Ziegler-Nichols系統
3.3.2 開環不穩定的Ziegler-Nichols系統
3.4 註釋
參考文獻
第4章線性時不變離散系統的穩定集
4.1 概述
4.2 預備知識
4.3 切比雪夫表達式和根簇
4.3.1 實多項式的切比雪夫表達式
4.3.2 根簇的交錯條件和Schur穩定
4.3.3 有理函數的切比雪夫表達式
4.4 根計數公式
4.4.1 相位差和根分佈
4.4.2 根計數和切比雪夫表達式
4.5 數字PI、PD和PID控制器
4.6 穩定集的計算
4.7 PI控制器
4.8 PID控制器
4.8.1 有限拍控制
4.8.2 延時容限設計
4.9 註釋
參考文獻
第5章基於頻率響應數據的穩定集計算
5.1 概述
5.2 數學預備知識
5.3 相角、特徵數、極點、零點和波特圖
5.4 無時滯連續時間系統的PID綜合
5.5 基於頻率響應數據PID穩定集計算方法
5.6 時滯系統的PID綜合
5.7 一階控制器的無模型綜合
5.8 基於數據與基於模型的設計法對比
參考文獻
第二部分基於幅值裕度和相角裕度的魯棒設計
第6章基於幅值和相角裕度的連續時間系統設計
6.1 概述
6.2 幅值和相角軌跡
6.2.1 PI控制器
6.2.2 PID控制器
6.2.3 一階控制器
6.3 可達幅值-相角裕度設計曲線
6.4 延時容限
6.5 同步性能指標和檢索控制器增益
6.6 基於幅值-相角裕度的無時滯系統控制器設計
6.7 應用舉例
6.8 時滯系統的控制器設計
參考文獻
第7章基於幅值-相角裕度的離散時間控制器設計
7.1 概述
7.2 PI控制器
7.3 PID控制器
參考文獻
第8章多變量系統的PID控制
8.1 概述
8.2 設計方法
8.2.1 多變量系統傳遞函數的史密斯-麥克米倫形變換
8.2.2 對角控制器矩陣的多輸入多輸出控制器變換
8.3 舉例：多變量PI控制器設計
8.4 註釋
參考文獻
第三部分H∞優化PID控制
第9章連續時間系統H∞優化綜合
9.1 概述
9.2 H∞ 控制與穩定裕度
9.3 PI控制器集合Sγ的計算
9.4 PID控制器集合Sγ的計算
9.5 註釋
參考文獻
0章離散時間系統H∞優化綜合
10.1 概述
10.2 數字PI控制器集合Sγ的計算
10.3 數字PID控制器集合Sγ的計算
參考文獻
附錄A 應用實例
A.1 概述
A.2 交流驅動器
A.3 半橋電壓源逆變器
A.3.1 穩定集計算
A.3.2 可達幅值-相角裕度設計曲線的繪製
A.3.3 同步性能指標和檢索控制器增益
A.4 諧波失真的選擇性抑制
A.5 金屬板位置控制
A.5.1 計算穩定集S
A.5.2 計算（W0，W1）空間中的橢圓簇
A.5.3 橢圓簇映射到（K0，K1，K2）空間及固定K0時計算Sγ
A.5.4 遍歷K0併計算Sγ
A.5.5 滿足性能指標的控制器選擇
A.6 註釋
參考文獻
附錄B MATLAB代碼示例
B.1 連續時間系統的MATLAB代碼
B.1.1 PI控制器穩定集
B.1.2 PI控制器幅值裕度和相角裕度設計曲線
B.1.3 基於H∞準則的PI控制器
B.1.4 PID控制器穩定集
B.1.5 PID控制器幅值裕度和相角裕度設計曲線
B.1.6