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内容简介

《智能控制与MATLAB实用技术》从机电一体化设备智能控制的实际应用出发,结合MATLAB仿真技术,以挖掘机器人开发为主要应用实例,对模糊控制、神经网络控制和遗传算法及其MATLAB仿真进行比较系统的论述,其中包含一些新应用的研究成果。《智能控制与MATLAB实用技术》通俗易懂,注重理论联系实际,兼顾学术性与实用性,内容丰富,具有较高的参考价值。

目录

目录
前言
第1章绪论1
1.1智能控制的产生背景1
1.2智能控制的概念与特点2
1.3智能控制的几个重要分支3
1.4MATLAB与智能控制相结合5
1.5智能控制的应用6
第2章模糊控制8
2.1模糊及模糊控制概述8
2.2模糊集合及其运算8
2.2.1普通集合基本概念及运算9
2.2.2普通集合的特征函数9
2.2.3模糊集合的定义10
2.2.4隶属函数12
2.2.5模糊集合的运算和性质14
2.3模糊关系16
2.3.1笛卡儿积和普通关系16
2.3.2模糊关系的定义17
2.4模糊关系的合成18
2.5模糊变换20
2.6模糊条件语句22
2.6.1简单条件语句23
2.6.2多重简单条件语句25
2.6.3多维条件语句26
2.6.4多重多维条件语句28
2.7模糊推理30
2.8模糊控制系统的基本原理32
2.9模糊控制器的设计34
2.9.1输入模糊化34
2.9.2模糊控制规则的建立37
2.9.3模糊推理方法39
2.9.4逆模糊化方法44
2.10模糊控制库函数介绍、实例及Simulink仿真45
2.10.1模糊逻辑工具箱函数介绍45
2.10.2MATLAB模糊控制工具箱函数应用实例53
2.10.3基于实例的模糊控制MATLAB/Simulink仿真介绍66
2.11习题72
第3章神经网络控制技术73
3.1神经网络基础74
3.1.1生物神经元简述74
3.1.2人工神经元基础75
3.1.3神经网络的结构79
3.1.4神经网络的表达81
3.2神经网络的学习方法82
3.3感知器网络84
3.4BP网络88
3.4.1BP网络模型88
3.4.2BP网络学习算法89
3.5径向基网络92
3.5.1RBF网络结构92
3.5.2RBF网络的学习算法95
3.6神经网络控制96
3.6.1神经网络预测控制96
3.6.2神经模型参考控制97
3.7神经网络芯片98
3.8神经网络库函数介绍、实例及Simulink仿真102
3.8.1BP神经网络工具箱函数介绍102
3.8.2BP神经网络工具箱函数应用实例104
3.8.3基于实例的BP神经网络的MATLAB/Simulink仿真介绍107
3.9习题113
第4章遗传算法114
4.1概述114
4.1.1遗传与生物进化114
4.1.2遗传算法的发展与应用114
4.1.3遗传算法的编码方法116
4.1.4遗传算法的基本操作117
4.2遗传算法的模式理论123
4.2.1模式理论123
4.2.2积木块假设127
4.2.3遗传算法的欺骗问题127
4.2.4遗传算法的收敛性128
4.3遗传算法的改进128
4.3.1分层遗传算法129
4.3.2CHC算法129
4.3.3Messy遗传算法130
4.3.4自适应遗传算法130
4.3.5基于小生境技术的遗传算法131
4.3.6混合遗传算法132
4.4遗传算法应用举例133
4.4.1遗传算法的具体步骤133
4.4.2应用举例134
4.5遗传算法库函数介绍、实例及Simulink仿真137
4.5.1遗传算法工具箱函数介绍137
4.5.2遗传算法工具箱函数应用实例140
4.5.3基于实例的遗传算法MATLAB/Simulink仿真介绍141
4.6习题143
第5章综合实例:液压挖掘机器人144
5.1概述144
5.2液压挖掘机的机器人化改造145
5.2.1对液压挖掘机的电液比例改造145
5.2.2基于MATLAB的xPCTarget控制平台153
5.3挖掘机器人挖掘臂的运动学建模及仿真155
5.3.1挖掘机器人挖掘臂的运动学建模156
5.3.2挖掘机器人运动学的MATLAB仿真162
5.4挖掘机器人电液驱动系统的建模164
5.4.1电液系统的数学模型164
5.4.2参数辨识模型的建立及其MATLAB求解169
5.5挖掘机器人挖掘臂的轨迹规划及模糊滑模控制171
5.5.1挖掘臂的轨迹规划插值计算及MATLAB求解171
5.5.2挖掘臂的单自由度和二自由度轨迹规划177
5.5.3挖掘臂运动轨迹模糊滑模控制的MATLAB/Simulink仿真及实验180
5.6挖掘行为和基本动作与Stateflow分解189
5.6.1行为控制与有限状态机190
5.6.2从挖掘目标到基本动作192
5.6.3挖掘目标与挖掘任务192
5.6.4挖掘任务与挖掘行为194
5.6.5挖掘行为与基本动作194
5.6.6基本动作与模糊逻辑196
5.7基于模糊行为的石块上表面挖掘操作199
5.8基于BP神经网络控制的自主挖掘系统202
5.8.1挖掘机器人的体系结构202
5.8.2BP神经网络的建立203
5.8.3基于BP神经网络的挖掘机器人挖沟目标的实现205
参考文献213

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