高等过程控制

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出版者:清华大学出版社
作者:王桂增等编
出品人:
页数:261
译者:
出版时间:2002-3
价格:21.0
装帧:平装
isbn号码:9787302049623
丛书系列:
图书标签:
  • 过程控制
  • 自动控制
  • 化工控制
  • 系统工程
  • 控制理论
  • 优化控制
  • 建模与仿真
  • 工业自动化
  • 智能控制
  • 高级控制
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具体描述

全书共8 章,主要包括最优预测、预测控制、推理控制、过程优化、多变量控制系统、非线性控制系统的逆系统设计方法、动态系统故障诊断等。

《工业过程自动化原理与应用》 本书深入探讨了工业自动化领域的核心理论与实践,旨在为读者构建一个坚实的自动化知识体系。全书紧密围绕工业生产过程的优化与控制展开,涵盖了从基础概念到前沿技术的广泛内容。 第一部分:自动化基础与建模 本部分首先回顾了自动控制系统的基本组成要素、反馈与前馈控制的原理,以及系统稳定性、动态响应等关键性能指标。随后,详细介绍了各种工业过程的数学建模方法,包括机理建模(如质量守恒、能量守恒定律的应用)和数据驱动建模(如系统辨识、ARX、ARMAX、OE等模型)。重点分析了如何根据实际过程的特点选择合适的建模方法,并阐述了模型在分析、设计和仿真中的重要作用。此外,还介绍了线性化技术在处理非线性系统中的应用。 第二部分:经典控制策略与控制器设计 本部分着重介绍了PID(比例-积分-微分)控制器的设计与整定方法。详细讲解了PID各参数的物理意义及其对系统性能的影响,并系统介绍了Ziegler-Nichols、临界比例法、步响应法等常用的整定整定方法。在此基础上,深入探讨了各种先进控制策略,包括: 状态空间法: 介绍了系统状态变量的概念,以及如何利用状态反馈实现极点配置,从而设计出最优的控制器。 模型预测控制(MPC): 详细阐述了MPC的基本原理,包括预测模型、优化目标、滚动优化以及约束处理。重点讲解了线性MPC和非线性MPC的实现方法,以及其在处理多变量、强耦合、约束条件下的复杂过程中的优势。 鲁棒控制: 探讨了在系统参数不确定或存在外部扰动的情况下,如何设计能够保证系统性能的鲁棒控制器,如H∞控制和μ合成。 自适应控制: 介绍了当被控过程的参数发生变化时,控制器如何能够自动调整其参数以维持最优控制性能,包括模型参考自适应控制(MRAC)和自调整调节器(STR)。 第三部分:多变量系统控制 本部分专注于处理工业生产中普遍存在的、输入输出相互影响的多变量系统。重点介绍了: 解耦技术: 通过引入前馈补偿或设计特定的反馈结构,实现对多变量系统输入与输出之间相互影响的削弱,使控制设计更接近单变量系统。 相对增益阵列(RGA): 介绍了RGA的计算与分析方法,用于评估多变量系统中变量之间的相互耦合程度,为解耦策略的选择提供指导。 广义预测控制(GPC): 将MPC的概念推广到多变量系统,并详细介绍其在多输入多输出(MIMO)系统中的实现。 第四部分:先进控制技术与应用 本部分介绍了当前工业过程控制领域的一些前沿技术及其应用: 模糊控制: 介绍了模糊逻辑控制器的基本构成,包括模糊化、模糊推理和解模糊,以及其在处理难以建模或参数变化的系统中的优势。 神经网络控制: 探讨了如何利用神经网络学习过程特性或直接设计控制器,特别是利用前馈神经网络、循环神经网络等在非线性系统控制中的应用。 智能控制: 融合了模糊逻辑、神经网络、遗传算法等智能计算方法,实现对复杂、未知或动态变化的工业过程的自适应和优化控制。 过程优化与操作: 介绍了如何结合先进控制技术,实现生产过程的经济优化和安全运行,包括生产计划优化、能耗降低、产品质量提升等方面。 第五部分:工业实践与系统集成 本部分将理论与实践相结合,重点关注工业自动化系统的实际应用与集成。 DCS(集散控制系统)与PLC(可编程逻辑控制器): 介绍了这两种主流的工业控制系统的架构、功能和在不同应用场景下的选型原则。 现场总线技术: 探讨了Profibus, Foundation Fieldbus, Modbus等现场总线技术在实现设备间高效通信和数据采集中的作用。 上位机软件与SCADA系统: 介绍了监控与数据采集(SCADA)系统的构成,以及如何通过上位机软件实现对生产过程的全面监控、操作和数据管理。 安全仪表系统(SIS): 阐述了SIS在保障生产安全、防止事故发生中的重要作用,以及其与基本过程控制系统(BPCS)的区别和集成。 工业物联网(IIoT)与工业4.0: 展望了新兴技术在工业自动化领域的应用前景,包括传感器网络、大数据分析、云计算和人工智能如何推动制造业的智能化升级。 本书旨在通过系统性的讲解和详实的案例分析,帮助读者掌握工业过程自动化的关键技术,提升在化工、石化、电力、冶金、制药等各个工业领域的自动化设计、实施和运行能力。

作者简介

目录信息

第1章 绪论
1. 1 连续过程自动化的发展趋势
1. 2 高等过程控制的地位和作用
1. 3 本书内容安排
第2章 最优估计
2. 1 概述
2. 2 线性
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是一位对工业自动化和智能制造领域有浓厚兴趣的研究生,《高等过程控制》这本书的名字,立刻勾起了我的学术探索欲。我希望这本书能够为我提供关于当前过程控制领域最前沿的研究和技术发展。我尤其想了解在当前工业4.0的背景下,过程控制技术是如何与物联网(IoT)、大数据分析、人工智能(AI)等新兴技术深度融合的。例如,我非常想知道如何利用大量的生产数据来开发更精准、更具自适应能力的过程控制模型,以及如何通过AI算法来实现更高级别的过程优化和故障诊断。我期待书中能够提供一些关于这些跨学科融合的理论框架和研究案例,让我能够更清晰地认识到未来过程控制的发展方向。如果这本书能够引导我深入理解这些前沿技术,并且为我今后的研究提供有益的启示,那么它将是我学术生涯中不可或缺的指南。

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这本书的封面设计就足够吸引我了,那种深邃的蓝色背景,搭配着简洁有力的银色字体,仿佛在诉说着一种理性的力量和掌控的艺术。我最近对自动控制系统产生了浓厚的兴趣,特别是那些能够处理复杂、动态变化的生产过程的控制策略。我希望这本书能够带领我深入理解那些在化工、冶金、航空航天等领域中至关重要的先进控制技术,比如模型预测控制(MPC)在优化生产效率、降低能耗方面的应用,以及如何通过自适应控制来应对系统参数的漂移和外部干扰。我尤其关心书中是否会详细介绍如何构建精确的系统模型,包括其数学基础、建模方法(如基于物理机理的模型和数据驱动的模型),以及如何处理模型不确定性。此外,对于鲁棒控制和最优控制的理论及其在实际工程中的应用,我也充满了期待,希望能从中学习到如何设计出在各种工况下都能稳定可靠运行的控制系统,并且在满足性能指标的同时,实现资源的最优利用。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入探索这些高难度但极具价值的控制理论的绝佳机会,让我能够站在前人的肩膀上,进一步提升自己在过程控制领域的专业认知和实践能力。我希望它能提供清晰的理论讲解,丰富的实例分析,以及能够指导实际操作的算法实现细节,最终帮助我将这些复杂的概念转化为解决实际工程问题的强大工具。

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作为一名在化工行业工作的工程师,我一直在寻找能够帮助我提升过程控制技能的书籍,《高等过程控制》的名字让我看到了希望。我希望这本书能够提供更深入的理论指导,帮助我理解如何优化复杂的化工生产过程。具体来说,我最感兴趣的部分是关于多变量过程控制(MPC)的应用。在化工生产中,许多过程都存在多个相互关联的变量,例如反应温度、压力、物料流量等,这些变量的相互影响使得传统单回路控制难以达到最优效果。我期待书中能够详细介绍MPC的原理,包括如何构建过程模型、预测未来过程行为、以及如何通过优化算法来生成控制指令。我也希望书中能够包含一些实际的化工过程案例,例如连续反应器、精馏塔、换热器等的控制优化,以便我能够将理论知识应用于实际工作中。此外,我对于书中是否会涉及过程的辨识和模型更新技术也充满期待,因为在实际生产中,过程的特性会随着时间发生变化,需要对模型进行及时更新以保证控制效果。这本书的出现,为我提供了一个学习和实践先进控制技术的绝佳平台,我希望能从中获得宝贵的知识和经验,从而更好地应对工作中的挑战。

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对于一本名为《高等过程控制》的书籍,我首先关注的是它是否能为我提供一套系统、完整的学习框架。我一直在探索如何更有效地应对那些具有显著时滞、死区、非线性以及强耦合特性的复杂工业过程。我希望书中能够深入讲解如模型预测控制(MPC)等先进控制策略,不仅是其理论基础,更重要的是其在实际工程中的实现细节。例如,对于MPC,我希望能理解如何有效地构建精确的过程模型,如何处理模型的不确定性,以及如何选择合适的优化算法来求解目标函数。此外,我对于书中是否会涵盖自适应控制和鲁棒控制技术也充满期待。在很多动态变化、环境恶劣的工业场景下,能够实现自适应控制,让系统能够根据实际情况调整控制参数,或者设计出能够抵抗各种干扰的鲁棒控制器,都是至关重要的。我希望书中能够提供丰富的案例研究,涵盖从基础理论到具体应用的完整流程,让我能够清晰地看到这些先进的控制思想是如何在实际生产中发挥作用的。如果这本书能够让我对这些复杂的控制问题有更深刻的理解,并掌握解决问题的有效方法,那么它无疑将成为我职业生涯中一本不可多得的参考书。

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我是一位正在攻读自动化专业的学生,对于过程控制领域一直抱有极大的热情,而《高等过程控制》这本书的名字就足以引起我的关注。我了解到,现代工业生产越来越依赖于自动化和智能化,而先进的过程控制技术是实现这一目标的关键。我尤其对书中关于分布式控制系统(DCS)和高级过程控制(APC)的集成应用感到兴趣。我希望书中能够详细介绍DCS在实现大规模、分散式控制任务中的作用,以及APC如何在其基础上进一步提升过程的优化和调度能力。我想深入了解的是,如何通过 APC 技术,比如模型预测控制(MPC)、动态矩阵控制(DMC)等,来实时优化生产参数,降低能耗,提高产品质量,并确保生产过程的稳定性和安全性。我希望书中能够提供一些关于这些 APC 方法的算法实现和仿真案例,以便我能够更好地理解其原理和应用。此外,我也对书中是否会涉及到物联网(IoT)和人工智能(AI)在过程控制中的融合应用感到好奇,因为这代表了未来过程控制的发展方向。如果这本书能够为我提供关于这些前沿技术的深入洞察,那我将受益匪浅,能够为未来的工业自动化和智能化发展贡献自己的力量。

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我是一名对自动化技术充满热情的爱好者,尤其对那些能够让工业生产更加高效、智能的“幕后英雄”——过程控制技术——感到着迷。《高等过程控制》这个书名,立刻吸引了我,让我对书中的内容充满了好奇。我希望这本书能够深入浅出地讲解那些超越了传统PID控制范畴的先进控制策略。我尤其想了解,在面对诸如批次过程、间歇生产等具有复杂动态行为的工业场景时,有哪些高效的控制方法能够被应用。例如,我对于如何实现精确的批次终点控制,以及如何通过智能化的调度和优化来提高生产效率和产品一致性非常感兴趣。我期待书中能够提供一些关于这些“智能”过程控制方法的理论基础和实际应用案例,例如基于模型预测控制(MPC)的批次优化,或者利用机器学习和人工智能技术来优化复杂过程的运行。如果这本书能够为我打开一扇通往更高级过程控制世界的大门,让我能够理解并掌握这些前沿技术,那么它将是我学习过程控制道路上的一盏明灯。

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作为一名在石油化工领域工作的工程师,我深知过程控制在保障生产安全、提高经济效益方面的重要性。《高等过程控制》这本书的出版,无疑为我们提供了一个学习和掌握先进控制技术的绝佳机会。我希望书中能够详细介绍那些能够应对复杂、高风险、强耦合的石油化工生产过程的控制策略。例如,我特别关注书中关于多变量预测控制(MPC)在炼油、乙烯等装置上的应用。我希望能深入了解MPC是如何通过优化操作参数,实现装置产能最大化、能耗最小化,并保证产品质量的稳定性的。此外,我对于书中是否会涉及安全仪表系统(SIS)与过程控制系统的集成,以及如何利用先进控制技术来提升过程的本征安全性也充满了期待。我希望这本书能够提供详实的理论阐述、丰富的案例分析,以及实用的工程指南,帮助我将这些先进的控制理念和技术转化为实际生产中的高效应用,从而为企业的安全生产和经济发展贡献力量。

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拿到这本《高等过程控制》后,我迫不及待地翻阅起来,尤其是对书中关于非线性控制技术的部分倍感好奇。在许多工业过程中,线性化模型往往难以完全捕捉系统的真实行为,而非线性特性则普遍存在,例如饱和效应、死区、耦合等。我渴望深入了解如反馈线性化、滑模控制、模糊控制、神经网络控制等先进的非线性控制方法,以及它们在解决复杂过程控制问题时的优势和局限性。我特别关注书中是否会详细阐述这些方法的数学推导过程,以便我能够透彻理解其背后的原理,同时,对这些方法在具体工业场景中的应用案例,比如机器人轨迹跟踪、航空器姿态控制、以及生物医学工程中的一些动态过程的精确控制,我也非常感兴趣。我希望书中能够提供清晰的步骤和详细的算法描述,帮助我理解如何将这些理论知识转化为实际的控制策略。对我而言,能够掌握这些非线性控制技术,意味着我将能够应对更广泛、更具挑战性的过程控制难题,并且能够设计出更具鲁棒性和适应性的控制系统。这本书的深度和广度,让我对提升自身在这一前沿领域的专业能力充满信心,并期待它能成为我学习和实践的宝贵资源。

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作为一名致力于提升自动化水平的工程师,我一直在寻找能够深化我对过程控制理解的书籍。《高等过程控制》这个名字,准确地概括了我正在寻求的知识领域。我渴望了解那些能够应对复杂、多变量、动态变化的工业过程的先进控制技术。特别是,我希望书中能够详细介绍模型预测控制(MPC)的原理及其在优化生产效率、降低能耗、提升产品质量方面的应用。我尤其关心书中是否会涉及如何构建精确的系统模型,包括其数学基础、建模方法(如基于物理机理的模型和数据驱动的模型),以及如何处理模型的不确定性。此外,对于鲁棒控制和最优控制的理论及其在实际工程中的应用,我也充满了期待,希望能从中学习到如何设计出在各种工况下都能稳定可靠运行的控制系统,并且在满足性能指标的同时,实现资源的最优利用。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入探索这些高难度但极具价值的控制理论的绝佳机会,让我能够站在前人的肩膀上,进一步提升自己在过程控制领域的专业认知和实践能力。

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我是一位对复杂系统建模与控制充满好奇心的工程师,一直希望能够深入理解那些能够精确描述和有效控制复杂动态过程的理论与方法。《高等过程控制》这个书名,正是我一直在寻找的。我希望这本书能够详细讲解如何建立精确的数学模型来描述工业过程的行为,并在此基础上设计出鲁棒、高效的控制系统。我尤其想了解关于模型预测控制(MPC)的最新进展,包括其在处理时滞、非线性、约束条件等复杂情况下的理论和技术。我希望书中能提供详细的算法推导和仿真示例,让我能够掌握如何将这些理论转化为实际应用。此外,我也对书中是否会涉及状态估计、卡尔曼滤波等技术在提高过程可观性方面的应用感到兴趣。如果这本书能够为我提供一套系统、深入的知识体系,帮助我更有效地应对复杂的工程控制挑战,那么它将是我职业发展道路上的宝贵财富。

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