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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 二自由度控制原理和典型控制结构3

1.2.1 二自由度控制原理3

1.2.2 二自由度控制的典型结构5

1.3 二自由度控制方法的研究进展7

1.3.1 二自由度PID控制7

1.3.2 基于H∞优化理论的二自由度控制9

1.3.3 时滞系统的二自由度控制11

1.3.4 基于智能控制理论的二自由度控制15

第2章 基于内模控制原理的二自由度PID控制18

2.1 引言18

2.2 内模控制20

2.2.1 内模控制原理20

2.2.2 内模控制的主要特性21

2.2.3 内模控制器的设计22

2.2.4 内模控制的鲁棒性分析24

2.3 过程控制对象的二自由度PID控制25

2.3.1 二自由度PID控制器设计26

2.3.2 系统的性能和鲁棒性31

2.3.3 仿真研究33

2.4 运动控制对象的二自由度PID控制35

2.4.1 交流永磁同步电动机传动系统的数学模型36

2.4.2 二自由度PID控制器设计38

2.4.3 仿真研究41

第3章 大时滞过程的二自由度Smith预估控制44

3.1 引言44

3.2 常规的Smith预估控制45

3.3 二自由度Smith预估控制结构47

3.4 控制器设计48

3.4.1 设定值跟随控制器设计48

3.4.2 干扰抑制控制器设计50

3.4.3 鲁棒性分析51

3.5 仿真研究53

第4章 复杂动态过程对象的二自由度控制57

4.1 引言57

4.2 具有时滞的开环不稳定过程对象的二自由度控制61

4.2.1 二自由度控制器设计61

4.2.2 系统的性能与鲁棒性65

4.2.3 仿真研究67

4.3 反向响应过程对象的二自由度控制72

4.3.1 反向响应过程对象的基本特性73

4.3.2 二自由度控制器的设计74

4.3.3 仿真研究75

第5章 串级控制系统的二自由度控制78

5.1 引言78

5.2 串联式串级控制系统的二自由度控制80

5.2.1 副回路控制器设计81

5.2.2 主回路控制器设计83

5.2.3 设计实例和性能分析86

5.2.4 仿真研究90

5.3 并联式串级控制系统的二自由度控制93

5.3.1 二自由度控制器设计94

5.3.2 设计实例和性能分析96

5.3.3 仿真研究98

第6章 基于PSO的二自由度PID控制器优化设计101

6.1 引言101

6.2 微粒群优化（PSO）算法103

6.2.1 PSO算法原理103

6.2.2 PSO算法流程104

6.3 设定值滤波型二自由度PID控制器优化设计105

6.3.1 设定值滤波型二自由度PID控制器105

6.3.2 控制器参数优化设计107

6.3.3 仿真研究109

64 设定值前馈型二自由度PID控制器优化设计111

6.4.1 设定值前馈型二自由度PID控制器111

6.4.2 控制器参数优化设计112

6.4.3 仿真研究113

第7章 交流伺服系统的鲁棒二自由度控制115

7.1 引言115

7.2 鲁棒二自由度控制结构116

7.3 滑模变结构控制器的设计118

7.3.1 滑平面的设计119

7.3.2 控制律的设计119

7.4 仿真研究125

参考文献130