《机器人控制系统设计与MATLAB仿真》

近年来发表了大量关于机器人控制理论及其工程应用的论文。为了推动机器人控制与自动化技术的进步，反映机器人控制设计与应用的最新研究成果，使研究人员和工程技术人员了解、掌握和应用本领域的最新技术，学习使用MATLAB语言设计各种机器人控制器。对每种控制算法都给出了完整的MATLAB仿真程序，并给出了程序说明和仿真结果，可读性强。给出的各种机器人控制算法完整，编程结构设计简单明了，便于自学和进一步开发。所介绍的方法不仅限于机器人控制，还适用于解决运动控制领域其他背景的控制问题。

近年来发表了大量关于机器人控制理论及其工程应用的论文。 作者多年来从事控制理论与应用的教学和研究。 为了推动机器人控制与自动化技术的进步，反映机器人控制设计与应用的最新研究成果，使研究人员和工程技术人员了解、掌握和应用本领域的最新技术，学习使用MATLAB语言设计各种机器人控制器。 作者写这本书的目的是为了给读者提供参考。 本书是在总结作者多年研究成果并进一步理论化、系统化、规范化和实践化的基础上编写的。 其特点是：（1）机器人控制算法取材新颖，内容先进，注重学科交叉。 部分前沿研究和介绍一些潜在的新思想、新方法和新技术，重点介绍基本概念、基本理论和基本方法。 (2)对每种控制算法都给出了完整的MATLAB仿真程序，并给出了程序说明和仿真结果，可读性强。 （三）聚焦应用领域，突出理论与实践的联系，面向广大工程技术人员。 具有较强的工程性和实用性。 书中有大量的应用实例和结果分析，为读者提供了有益的参考。 (4)给出的各种机器人控制算法完整，编程结构设计简单明了，便于自学和进一步开发。 (5)所介绍的方法不仅限于机器人控制，还适用于解决运动控制领域其他背景的控制问题。

本书主要以机械臂作为被控对象。 此外，为了介绍一些新的运动控制方法，本书还以机械系统、电机、倒立摆和飞行器作为被控对象来辅助讲解。 本书共分为10章。 第一章绪论，介绍了机器人的几种控制方法和模型特点； 第2章介绍了PID控制的几种基本设计方法，并通过仿真和分析进行了说明； 第三章介绍了神经网络控制的设计方法，包括基本的神经网络设计方法和几种神经网络自适应控制设计方法； 第4章介绍了模糊控制的设计方法，包括基本模糊控制、基于LMI的模糊鲁棒控制和几种模糊自适应控制器。 设计; 第五章介绍了迭代学习控制的几种基本设计方法； 第6章介绍了逆变控制的设计方法，包括基本逆变控制器的设计、模糊自适应逆变控制和神经网络自适应逆变控制的设计方法； 第7章介绍了滑模控制的几种基本设计方法； 第8章介绍了自适应鲁棒控制方法，包括几种鲁棒控制器和几种自适应控制器的设计； 第9章介绍了控制系统参数的遗传算法辨识、机械臂非线性扰动观测器和基于神经网络的状态观测器的设计； 第10章介绍路径规划，包括基本的遗传算法路径规划和基于神经网络的路径规划。 所介绍的控制方法大部分选自国际高水平杂志和书籍中的典型方法，并对部分算法进行了修改或补充。

通过对一些典型控制器设计方法的详细理论分析和仿真分析，使一些深奥的控制理论易于掌握，为读者深入研究奠定基础。 本书基于MATLAB 6.5环境开发。 各章内容高度独立。 读者可以按照自己的方向进行深入研究。 在笔者的研究过程中，东北大学的徐新和教授和薛定宇教授在机器人控制、S-Function设计和Simulink仿真等方面给了笔者很多指导。 北京航空航天大学尔连杰教授在控制理论方面给予了笔者多年的指导。 ，谨致以深深的谢意。 林彦教授和吴怀宁教授对本书的部分内容提出了宝贵的建议。 本书部分控制算法的推导和仿真得益于作者与研究生鲁宇、刘华祥、王伟、穆敏的多次讨论。 我谨向他们一一表达我的谢意。 光盘中附有书中所有算法的仿真程序。 读者也可以通过网站的“下载”功能下载，或通过电子邮件联系作者获取。 作者会在网站上不定期更新本书的程序，使其日臻完善。 由于篇幅所限，书中只列出了作者认为比较重要的程序，以方便读者阅读。 本书的研究工作得到了北京市优秀人才培养基金（No.20071E1600600404）的资助。 由于作者水平有限，书中难免存在一些不足和错误，真诚欢迎读者批评指正。 如果读者有任何修正，需要与作者讨论，或者对控制算法和仿真程序有疑问，请通过电子邮件与作者联系。 笔者相信，通过与同事的交流，作者会得到许多新的、有用的建议，从而写出一本更好的书。

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阻抗匹配网络的计算机辅助设计.doc:..阻抗匹配网络的计算机辅助设计 摘要：射频电路的阻抗匹配可以利用史密斯圆图的图形化方法来实现。 对于简单的梯形匹配网络，可以利用微软公司出品的Excel软件的Tunnel方程来优化其电容和电感值，最终实现阻抗匹配。 该方法简单易行。 关键词：阻抗匹配、阻抗圆图、导纳圆图 1 引言 在射频电路传输系统中，设计阻抗匹配网络是一个重要环节。 如果我们能够设计一个满足实际需要的阻抗匹配网络，使传输系统能够实现阻抗匹配，那么我们不仅可以获得最大的有效输出功率，而且还具有滤波和频段选择的能力。 因此，微波电路和系统（包括天线）的设计，无论是无源电路还是有源电路，都必须考虑其阻抗匹配问题。 由于微波电路传输的电磁波在不匹配时会对工程设计产生不利影响，因此在电路和系统的设计过程中经常会用到一些典型的匹配网络，如集总元件L型匹配网络、2/4变换器等。 ，支持分段调节器、梯度线等。这些匹配网络基本上可以等效为电容和电感组成的阶梯匹配网络。 实现阶梯匹配网络的方法有很多种。 本软件尝试使用Excel电子表格程序来实现简洁、直观的匹配。 2 阻抗匹配网络的设计与优化 2．1 梯形匹配网络的组成如图1 7-1 所示。 对于需要匹配的归一化负载阻抗B，反射系数为：+)sin九)ZL=RsL+JXsL，则得到：1-inchi+|rj2-2|rjcos^2博sin九1+『J- 2|rjcos^为了实现B与特性阻抗B)的匹配，设计一个如图1所示，L和C组成的梯形匹配网络需要做的就是寻找一组串并联L和C值达到最佳匹配效果。

Ju屮:Zv.=Rs:+jX\={+—^―)/Z°;Ypk=Gpk+jBpK=(jg+—)xZoJgjcoLkZ—=心+jXrt+Z\;Yrk=Grk+jBrki=l, 3,5,...k=2,4,6，每级输出各自的反射系数为：r_z—i'~Zr{+12。 Excel2000中文版软件的设计与实现是一个应用范围非常广泛的软件。 它是一款内容广泛、功能非常强大的应用软件。 其用途包括：制作表格、计算数据、对数据进行统计、分析、汇总、用图表表达数值、对图形、图片进行简单处理等。 输入源数据并创建表格模板。 这里以四级阶梯匹配网络为例，利用Excel对定向耦合器的一个频段（400M-560MIIZ）进行匹配。 (nH)C(pF)=RSl=Gr2/(Gr22+Br22)Xr3=(-B/*2)/(Gr22+B/*22)-l/(2水3x50)Gr4=Rr./(Rr32 +Xa「)fir4=(-Xr3 )/(/?r32 + 167-170-175-180 表2 结果表|r,•-