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第1章 绪论1

1.1 满意控制理论及其发展现状2

1.2 PID控制理论及其发展现状7

1.2.1 PID控制的理论基础7

1.2.2 PID控制器的发展历程8

1.2.3 PID控制器设计方法概述10

1.3 研究思路与主要内容14

1.3.1 研究思路14

1.3.2 主要内容15

第一部分 满意PID控制的状态空间时域理论17

第2章 连续系统状态反馈满意PID控制17

2.1 引言17

2.2 增广积分环节的构建18

2.3 单指标约束控制19

2.3.1 极点指标19

2.3.2 方差指标20

2.3.3 H？指标21

2.3.4 倒摆系统状态反馈PID控制21

2.4 多指标约束控制23

2.4.1 方差和幅值指标与衰减度指标相容23

2.4.2 方差和幅值指标与圆形区域极点指标相容24

2.4.3 衰减度指标与H2/H？指标相容25

2.4.4 圆形极点指标与H2/H？指标相容25

2.4.5 火炮稳定伺服系统状态反馈PID控制26

2.5 二阶连续系统PID控制器的参数计算27

2.6 自动装填系统中位置控制器设计29

2.6.1 引言29

2.6.2 满意控制器描述30

2.6.3 切换控制器设计31

2.6.4 误差控制器设计31

2.6.5 仿真结果33

2.6.6 结果验证34

2.7 本章小结35

第3章 离散系统状态反馈满意PID控制36

3.1 引言36

3.2 增广积分环节的构建36

3.3 单指标约束控制37

3.3.1 极点指标37

3.3.2 方差指标38

3.3.3 H？指标38

3.3.4 瞄准线控制系统PID控制器设计39

3.4 多指标约束控制41

3.4.1 方差与γ-离散衰减度约束相容41

3.4.2 γ-离散衰减度指标与H2/H？指标相容42

3.5 基于特征模型的PID控制器设计42

3.5.1 问题描述43

3.5.2 PID控制器设计策略44

3.5.3 数值算例45

3.6 本章小结46

第4章 连续系统输出反馈PID控制48

4.1 引言48

4.2 增广积分环节的构建48

4.3 基于迭代算法的单指标约束控制50

4.3.1 极点指标50

4.3.2 方差指标51

4.3.3 H？指标51

4.4 基于迭代算法的多指标约束控制52

4.4.1 方差和幅值指标与衰减度指标相容52

4.4.2 衰减度指标与H2/H？指标相容53

4.5 SISO系统的PID控制器设计53

4.5.1 控制器设计方法53

4.5.2 应用算例55

4.6 圆形极点约束PID控制多指标优化算法57

4.6.1 增广系统的构建57

4.6.2 控制器设计策略59

4.6.3 数值算例60

4.7 本章小结61

第5章 离散系统输出反馈PID控制62

5.1 引言62

5.2 增广积分环节的构建62

5.3 基于迭代BMI算法的单指标约束控制64

5.3.1 极点指标64

5.3.2 方差指标64

5.3.3 H？指标65

5.4 基于迭代BMI算法的多指标约束控制67

5.4.1 方差和极点指标相容67

5.4.2 极点指标与H2/H？指标相容67

5.5 目标仪采样频率的确定68

5.5.1 目标航迹的频谱分析68

5.5.2 预测误差分析69

5.5.3 漏测点分布规律分析71

5.5.4 结论73

5.6 本章小结73

第6章 多指标约束变结构PID控制74

6.1 引言74

6.2 极点和方差指标约束下的变结构控制75

6.2.1 问题描述75

6.2.2 控制器线性部分设计75

6.2.3 控制器非线性部分设计78

6.2.4 应用算例79

6.3 状态反馈变结构PID控制器设计80

6.3.1 增广系统的构建80

6.3.2 控制器设计策略81

6.3.3 数值算例83

6.4 本章小结85

第二部分 满意PID控制的多项式频域理论86

第7章 满意PID控制的理论框架及其数学描述86

7.1 引言86

7.2 PID控制器的数学模型86

7.3 PID控制的基本原理87

7.4 满意PID控制问题的归一化处理88

7.5 满意PID控制的理论框架及其数学描述90

7.5.1 满意PID控制的理论框架90

7.5.2 满意PID控制的数学描述95

7.6 基于参数空间图解分析法的满意PID控制96

7.6.1 满意PID控制的参数空间图解分析法96

7.6.2 满意解集的求取流程97

7.7 本章小结99

第8章 期望指标集的界定及其相容性定义100

8.1 引言100

8.2 期望指标集的界定101

8.2.1 定常系统期望指标集的界定101

8.2.2 时滞系统期望指标集的界定106

8.2.3 随机系统期望指标集的界定107

8.3 期望指标集的相容性定义108

8.3.1 定常系统期望指标集的相容性定义108

8.3.2 时滞系统期望指标集的相容性定义109

8.3.3 随机系统期望指标集的相容性定义109

8.4 本章小结109

第9章 期望指标集相容性分析及满意解集求取策略110

9.1 引言110

9.2 边界穿越定理与D-分割法思想110

9.2.1 边界穿越定理111

9.2.2 D-分割法的基本思想112

9.2.3 D-稳定性分析113

9.3 满足单项期望指标的PID控制器参数解集求取策略130

9.3.1 定常系统PID控制器参数解集求取策略130

9.3.2 时滞系统PID控制器参数解集求取策略146

9.3.3 随机系统PID控制器参数解集求取策略153

9.4 期望指标集相容性分析及满意解集求取策略156

9.4.1 定常系统期望指标集相容性分析及满意解集求取策略156

9.4.2 时滞系统期望指标集相容性分析及满意解集求取策略160

9.4.3 随机系统期望指标集相容性分析及满意解集求取策略164

9.5 满意滤波PID控制器设计策略167

9.6 满意PID控制器设计方法与其他方法的比较174

9.7 本章小结181

第10章 待机控制特征量指标约束下的满意PID控制182

10.1 引言182

10.2 待机控制的特征量指标及其术语183

10.3 待机控制的期望指标集及其命题184

10.4 PID控制下待机控制期望指标集的相容性定义184

10.5 PID控制下待机控制期望指标集的相容性分析185

10.5.1 矩形目的域约束下的待机控制期望指标集的相容性分析185

10.5.2 椭圆目的域约束下的待机控制期望指标集的相容性分析188

10.6 待机控制期望指标集约束下PID控制器满意解集的求取策略191

10.6.1 矩形目的域约束下的PID控制器满意解集求取策略191

10.6.2 椭圆目的域约束下的PID控制器满意解集求取策略192

10.7 数值算例192

10.7.1 矩形目的域约束下的满意待机PID控制问题192

10.7.2 椭圆目的域约束下的满意待机PID控制问题194

10.8 本章小结197

参考文献198