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出版者:第1版 (2007年1月1日)

作者:李悦

出品人:

页数:215 页

译者:

出版时间:2007年1月1日

价格:24.0

装帧:平装

isbn号码:9787502550431

丛书系列:

图书标签:

• 电气安全
• 电力系统
• 电气工程
• 安全技术
• 高电压
• 电气设备
• 事故预防
• 绝缘
• 接地
• 防护措施

好的，这是一份针对一本名为《电气安全工程》之外的图书的详细简介，旨在涵盖广泛且专业的主题，同时避免提及“电气安全工程”本身的内容。 --- 图书名称：智能制造中的先进控制系统与优化算法 图书简介 随着工业4.0浪潮的席卷，智能制造已成为全球制造业转型升级的核心驱动力。本著作深入探讨了支撑现代智能工厂高效、柔性化运作的先进控制系统（ACS）的理论基础、关键技术及其在实际工程中的应用。本书面向自动化工程师、系统集成商、工业过程控制研究人员以及相关专业的高年级本科生和研究生，旨在提供一套全面、深入且具备前瞻性的知识体系。 本书内容结构严谨，从基础控制理论的延伸出发，逐步深入到复杂的系统建模、先进控制策略的设计与实现，最终聚焦于如何利用数据驱动的方法优化整个制造流程。 第一部分：现代控制系统基础与建模 本部分首先回顾了经典控制理论的局限性，并重点介绍了状态空间表示法在多变量系统分析中的重要性。接着，本书详细阐述了针对复杂工业对象的系统辨识技术，包括参数化模型（如ARX、BJ模型）和非参数化模型（如频域模型）的建立方法。特别地，我们引入了针对非线性、时滞系统的先进辨识技术，如基于神经网络的辨识和高保真度仿真模型的构建，这对于后续设计高精度控制律至关重要。 此外，本部分深入讨论了分布式控制系统的架构演进，从传统的DCS到基于工业以太网和时间敏感网络（TSN）的下一代控制网络。重点分析了PLC/PAC在高端运动控制中的角色，以及如何利用OPC UA等标准协议实现跨平台、跨设备的数据互操作性。 第二部分：先进过程控制（APC）理论与应用 本部分是本书的核心内容之一，聚焦于如何超越PID控制，实现对复杂工业过程的精确调控。 模型预测控制（MPC）： MPC因其固有的约束处理能力和前瞻性优化能力，被广泛认为是现代过程控制的基石。本书详细推导了线性MPC（LMPC）的二次规划（QP）求解算法，并着重探讨了非线性MPC（NMPC）在处理强耦合、高非线性系统（如化学反应器、精馏塔）中的应用挑战与解决方案，包括高效的求解器选择和在线计算效率的提升策略。 鲁棒控制与自适应控制： 针对工业环境中模型不确定性、外部扰动和参数漂移问题，本书系统介绍了$H_{infty}$控制、$mu$-合成控制等鲁棒控制设计方法，确保系统在较大参数变化范围内保持性能稳定。同时，在线学习与参数估计相结合的自适应控制策略，如梯级算法（LMS/RLS）在自适应控制器中的集成，也得到了详尽的论述。 控制架构的集成： 本部分还探讨了分层控制架构的设计，特别是如何将APC层与底层监测与安全仪表系统（SIS）有效解耦，确保生产优化与操作安全之间的平衡。 第三部分：数据驱动的智能优化与机器学习在控制中的融合 随着大数据在工业现场的积累，数据驱动的方法正在重塑传统控制的范式。本部分着眼于如何将人工智能技术无缝集成到控制回路中。 强化学习（RL）在控制中的应用： 详细介绍了深度Q网络（DQN）、Actor-Critic（A2C/A3C）等算法在复杂决策制定和连续动作空间控制任务中的潜力。重点分析了RL在机器人路径规划、高维伺服控制以及批次过程优化中的实战案例，并讨论了“Sim-to-Real”迁移过程中需要解决的关键问题，如探索效率和模型漂移问题。 软测量与过程监测： 在许多关键变量难以实时测量的场景，软测量技术成为必需。本书提供了基于偏最小二乘（PLS）、支持向量机（SVM）以及深度学习（如LSTM、GRU网络）的先进软测量模型构建流程，用于实时预测难以在线监测的质量指标。 数字孪生（Digital Twin）与预测性维护： 本部分阐述了数字孪生技术如何作为高级仿真和控制验证的平台。详细描述了如何利用高保真度模型、实时传感器数据和预测算法构建跨越物理实体、仿真模型和数据分析层的闭环系统，支撑预测性维护和工艺条件的最优调整。 第四部分：面向柔性制造的先进运动控制 柔性制造要求机器人和机床具备更高的精度、速度和适应性。本部分聚焦于高动态系统的控制挑战。 多轴系统同步控制： 详细分析了串联（Serial）和并联（Parallel）机器人的运动学与动力学建模。重点介绍了基于龙格-库塔积分的精确轨迹跟踪算法，以及如何利用鲁棒力控制和阻抗控制策略，使机械臂能够安全、高效地与环境交互。 变结构控制与非线性补偿： 针对伺服驱动器中存在的摩擦、饱和等非线性效应，本书深入研究了滑模控制（SMC）的改进版本（如快速终端滑模控制），以应对高动态下的不确定性。同时，结合在线摩擦补偿和电机参数估计技术，实现了纳米级精度的位置控制。 结论与展望 本书最后总结了智能制造控制系统面临的安全性、可靠性与实时性挑战，并展望了未来控制领域的发展方向，如基于事件触发的控制、联邦学习在分布式优化中的应用，以及AI驱动的自主决策系统。 通过系统学习本书内容，读者将能够掌握设计、部署和优化现代智能制造生产线所需的理论深度和工程实践能力。本书案例丰富，图表清晰，是理解和掌握先进控制技术不可多得的参考资料。

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作为一名常年与老旧厂房设备打交道的工程师，我对“老旧系统改造”这一块的关注度极高。这本书在这方面的内容可以说是独树一帜。它没有一味鼓吹“推倒重来”，而是提供了一套非常务实的、分阶段的风险评估和改造策略。它把电气系统的“健康度”量化了，从热成像检测结果到局部放电数据，一步步教你如何给一个老系统“把脉”。 我特别喜欢其中关于“老旧电缆识别与替代”的章节。现在的标准大多是针对新设备制定的，但我们手头的工作往往是处理那些“没有明确资料”的系统。书中给出了好几种基于经验和非侵入式测试来推断老旧电缆材料和剩余寿命的方法，这些方法操作性极强，大大降低了我们在不确定性下的决策风险。这不仅仅是工程技术，更像是一种“电气考古”的艺术，它教会我们尊重历史遗留问题，并以最经济、最安全的方式去解决它们。

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我对这本书的图表和附录部分给予高度评价。很多技术书籍的图都是简化版的，看不出什么实际帮助，但这本不同。书中的电气单线图、继电器接线图，甚至是故障分析流程图，都极其精细。尤其是那些流程图，它们不是简单的方框连线，而是嵌入了决策点和预警阈值的，比如“当XX值超过Y%时，执行Z操作”。这对于现场值班人员来说，是教科书级的操作指南。 另外，作者在引用规范时非常严谨，几乎每一个关键数据点，都能找到对应的国家标准号或行业标准条文。这使得本书不仅仅是一本学习资料，更是一本可以随时在法庭或质监部门面前拿得出的“权威参考手册”。我曾经因为一个验收标准上的争议，不得不去查阅好几份不同年份的文件。如果当时手边有这本书，它集成的这些信息，能为我节省掉大半天的查找时间。它提供了一种高度集成、高度可靠的知识载体，让复杂的技术规范变得触手可及，对专业人士来说，是案头必备的“工具箱”。

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这本书的结构组织逻辑，初读时可能会觉得有点跳跃，但细品之下，会发现它其实是从宏观的“系统安全哲学”逐渐收敛到微观的“元器件保护”的全景图。它首先定义了电气安全的层次，从国家法规、行业标准，到企业管理、岗位操作，建立了一个清晰的责任链条。然后，笔锋一转，深入到继电保护的整定计算细节，每一个参数的选择背后都隐藏着对风险的权衡。 我尤其赞赏它对“安全文化建设”的探讨。作者并没有把安全管理视为冰冷的制度，而是将其视为企业核心竞争力的体现。书中用了不少篇幅分析了为什么有些企业总是重复犯同样的错误，核心原因在于安全意识的“口号化”。作者提出了几条非常实用的建议，比如如何设计有效的事故复盘机制，让经验教训真正“刻在脑子里”，而不是只写在报告里。读完这些，我感觉自己对“安全管理”这个词有了更深一层的理解，它不再是安全部门一个人的事，而是贯穿于设计、施工、运行、维护每一个环节的共同责任。

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这本书，拿到手里沉甸甸的，那种厚实感就让人觉得内容肯定扎实。我原本以为这会是一本很枯燥的理论教科书，毕竟“安全工程”听起来就跟那些拗口的公式和规范挂钩。没想到，作者在开篇就用几个生动的案例，把电气事故的严重性一下子拉到了眼前。什么叫“触目惊心”？看了那些描述，你才真正体会到，这不是闹着玩的。 我特别欣赏书中对基础知识的梳理，但它又不是那种让你昏昏欲睡的复述。比如讲到绝缘配合的时候，作者没有直接抛出复杂的公式，而是先从物理现象入手，解释为什么不同电压等级需要不同的绝缘距离，甚至还穿插了历史上的几次著名电网事故教训，说明这些规范是如何一步步建立起来的。读起来就像是在听一位经验丰富的老工程师在跟你聊天，循循善诱，让你不仅知道“是什么”，更明白“为什么是这样”。对于我们这些刚接触这个领域的年轻人来说，这种由浅入深、结合实践的讲解方式，简直是太友好了。它把我脑子里那些零散的、碎片化的概念，一下子串联成了一个完整的知识体系。

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这本大部头，我主要是用来做项目参考的。说实话，很多现场遇到的突发问题，翻开书就能找到对应章节。最让我印象深刻的是关于高压设备维护和试验的那部分。不同于其他书籍只是罗列标准，这本书详细描述了试验设备的操作流程、读数判断，甚至还提到了不同厂家设备之间可能存在的细微差异。有一次我们现场对一台老旧的变压器进行预防性试验，读数有点模糊，我赶紧对照书里的图示和文字说明，才确定是不是真的超标了。那种“救急”的感觉，让我觉得这本书的价值远超它的定价。 更难能可贵的是，作者似乎非常关注实际操作中的“人机工程学”问题。书中不止一次提到，再完善的规程，如果操作者不能理解或者执行起来太别扭，那也是白搭。比如，关于安全工具的选用和存放，它不仅仅是规定了类别，还讨论了如何设计更合理的工具柜布局，以确保抢修时能第一时间拿到正确工具。这种对细节的把控，显示出作者深厚的现场经验和对工程实际的深刻理解，而不是闭门造车。

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