本书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。
样章试读
目录
刖A
第1章绪论 1
1. 1分数阶微积分发展概述 1
1. 2分数阶微积分定义发展简介 4
1.2.1各种定义的提出 4
1 .2.2存在的分歧 8
1. 3分数阶微积分在控制领域中的应用 9
1. 4分数阶微积分与整数阶微积分的比较 12
$kj i2
#考文献 13
第2章相关分数阶微积分理论基础 17
2.1引言 17
2.2特殊函数 17
2. 2. 1 Gamma 函数 17
2. 2. 2 Bata 函数 19
2.2.3 Mittag-Leffler 函数 20
2.3三种分数阶微积分时域定义 22
2.3.1 Grtinwald-Letnikov 分数阶微积分定义 22
2. 3. 2 Riemann-Liouville 分数阶微积分 23
2.3.3 Caputo分数阶微积分定义 26
2.4相关分数阶微分性质 27
2.4.1线性性质 27
2.4.2分数阶微分的Leibniz规则 28
2. 4. 3趋近于下限的分数阶微分状态 28
2. 4.4远离下限的分数阶微分状态 30
2.5分数阶微分的Laplace变换 32
2.5.1 Laplace变换基本知识回顾 32
2.5.2 Riemann-Liouville 分数阶微分的 Laplace 变换 34
2.5.3 Caputo分数阶微分的Laplace变换 35
2.5.4 Griinwald-Letnikov 分数阶微分的 Laplace 变换 35
2.6线性时不变分数阶系统 36
2.6.1线性时不变系统的分数阶微分方程及其求解 36
2.6.2分数阶线性时不变系统的描述 37
2.6.3分数阶线性时不变系统可观测性与可控性 39
2.6.4分数阶线性时不变系统稳定性 39
2. 7分数阶线性时不变系统稳定性分析举例 42
2.7.1多值函数特性在Riemann平面中的表达 42
2.7.2极点位置与时间响应的关系 43
2.7.3分数阶系统在频率域的稳定性分析 45
$kJ 49
#考文献 49
第3章分数阶微积分算子的近似方法 51
3.1直接离散化方法 51
3.1.1 常用生成函数 51
3.1. 2连分式展开法 52
3.1.3 Euler生成函数连分式展开法 53
3.1.4 Tustin生成函数连分式展开法 55
3.1.5 Al-Alaom生成函数连分式展开法 56
3.1.6三种生成函数连分式展开法的逼近效果对比 58
3.2间接离散化方法 60
3.2.1 Oustaloup 方法 60
3.2.2逼近阶次的选择 62
$kJ禮 69
#考文献 69
第4章基于函数逼近理论的分数阶微积分算子近似方法 n
4. 1 函数逼近 71
4.1.1函数逼近的基本概念 71
4. 1. 2最佳一致逼近 73
4.2基于最佳有理逼近的分数阶微积分算子近似方法 75
4.2.1最佳有理逼近定义与存在性引理 75
4.2.2分数阶积分算子的最佳有理逼近 76
4.2.3算法验证 83
4.2.4分数阶微分算子的最佳有理逼近 85
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 88
4.3.1联合最优有理逼近的定义 88
4.3.2算法步骤 89
4.3.3算法验证 91
$kj 93
錄文g 93
第5章分数阶犘犐犇*控制器设计方法 94
5.1基于直接离散化方法的分数阶控制器设计 95
5.1.1基于Tustin算子的分数阶PrD5控制器设计 95
5. . 2基于Al-Alaoui算子的分数阶PI。!/控制器设计 97
5.2基于间接离散化方法的分数阶PrW控制器设计 99
5.2.1设计步骤 100
5. 2. 2设计实例1 101
5. 2. 3设计实例2 106
本章小结 109
#考文献 109
第6章基于神经网络的分数阶犘犐犇*控制器参数整定 111
6.1神经网络的基础理论 111
6. . 1神经网络定义 111
6.1.2神经元的结构模型 111
6.1.3人工神经网络结构模型 111
6.2 BP神经网络 113
6.2.1 BP神经网络的定义及结构 113
!2.2 BP神经网络的学习过程 113
.2. 3 BP神经网络特点简介 115
!2.4 BP神经网络隐层结构节点选择的原则 117
6.3基于BP神经网络的分数阶PFD^控制器结构与参数整定原理…117
!3.1基于BP神经网络的分数阶Pro5控制器结构 117
!3.2神经网络结构的确定 118
6.4基于BP神经网络的分数阶PFD5控制器参数整定算法 118
.4.1神经网络各层输出计算 118
!4.2基于误差反向传播的网络权系数修正算法 119
本章小结 122
参考文g 123
第7章基于MATLAB的分数阶犘犐犇*控制器设计平台 125
7.1控制器设计平台的结构化设计 125
7.2控制器设计平台简介 12 6
7.2.1控制器设计平台功能简介 126
7.2.2控制器设计平台功能模块简介 126
7.3平台软件设计与实现 128
7.3.1静态界面的设计与创建 128
7.3.2分数阶积分算子有理逼近函数生成模块的设计 130
7.3.3控制器传递函数生成模块的设计 132
7.3.4软件中参数传递方法说明 134
本章小结 135
参考文g 135
第8章交流电机调速系统测控平台的设计与实现 137
8. 1测控平台功能简介 137
8.2测控平台硬件的设计与实现 137
8. 2.1 总体设计 137
8.2.2转速信号采集电路 139
8.2.3电压信号采集电路 139
8.2.4振动信号采集电路 140
8.2.5电流信号采集电路 140
8.2.6控制电流输出外部接线 141
8.3测控平台的软件设计与实现 141
8.3.1 总体设计 141
8. 3. 2控制器算法实现 142
8.3.3转速反馈程序设计与实现 146
8.3.4电压反馈程序设计与实现 148
8.3.5控制面板程序设计与实现 148
8.3.6频谱分析程序设计与实现 151
8.3.7振动信号检测程序设计与实现 152
本章小结 157
第9章变频调速下的交流电机振动频谱特征 158
9. 1变频器驱动的异步电机谐波分析 158
9.1.1变频器输出电压谐波分析 158
9.1.2异步电机谐波转矩分析 159
9. 2变频调速下的交流电机振动频谱特征分析 162
9.2.1调压器与变频器驱动下电机频谱对比分析 162
9.2.2变频器载波频率对电机振动的影响 164
本章小结 166
#考文献 1 6 6
第10章分数阶犘犐犇*控制器振动抑制性能分析 1 67
10. 1 引言 1 67
10.2电机振动与定子电流频谱对比分析 1 68
10.2.1低频段频谱对比 1 68
10.2.2中、高频段电机振动频谱分析 170
10.2.3载波段频谱对比 172
10. 3基于不同控制算法的振动频谱分析 174
10.3.1低频段频谱对比 174
10.3.2载波段振动与电流频谱分析 180
10.4分数阶控制器的振动抑制机理分析 182
10.4.1交流电机的电磁转矩与定子电流的关系 182
10.4.2分数阶PFD5控制器振动抑制性能分析 184
$kJ 18 6
#考文献 18 6
第11章分数阶干扰观测器 187
11.1 二自由度PID控制的概念 187
11.2 二自由度控制系统简介 188
11.2.1 —自由度控制系统 188
11.2.2 二自由度控制系统 189
11.3几种二自由度控制系统结构简介 190
11.3.1基于自适应控制理论的二自由度控制系统结构 190
11.3.2基于内模控制的二自由度控制系统结构 191
11.3.3基于干扰观测器的二自由度控制系统结构 192
11.3.4多类型二自由度PID控制 193
11.4干扰观测器原理及鲁棒性分析 193
11.4.1干扰观测器设计原理 193
11.4.2干扰观测器鲁棒性分析 19 6
11.5整数阶Q滤波器设计 19 6
11.5.1 Q滤波器设计基本原则 197
11.5.2 Q滤波器的带宽设计 197
11.5.3 Q滤波器的阶次设计 198
11. 6 仿真举例 199
11.7分数阶Q滤波器及其设计方法分析 200
11.7.1分数阶Q滤波器介绍 201
11.7.2分数阶Q滤波器设计 202
11.8分数阶干扰观测器仿真验证 204
11. 8.1仿真实验系统的数学模型 204
11. 8.2分数阶干扰观测器的设计 206
11. 8.3分数阶干扰观测器的数字实现 208
11. 8.4分数阶干扰观测器与整数阶PI控制器的比较 210
11 .9分数阶干扰观测器Simulink仿真 212
本章小结 214
#考文g 215]]>
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