过程的动态特性与控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业

作者:西博格

出品人:

页数:627

译者:

出版时间:2006-5

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787121024252

丛书系列:国外计算机科学教材系列

图书标签:

• 自动化
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《工业过程的先进控制策略》 本书深入探讨了复杂工业过程中实现高精度、高效率和高稳定性的先进控制技术。在当今竞争日益激烈且对资源效率要求严苛的工业环境下，传统控制方法已逐渐显露出其局限性。本书旨在为工程师和研究人员提供一套系统性的理论框架和实践指南，帮助他们理解和应用当今最前沿的控制解决方案。 核心内容概述： 全书围绕工业过程的建模、优化和控制这三个核心要素展开，并在此基础上引入一系列高级控制方法。 第一部分：工业过程建模与分析 经典过程模型 revisited: 本部分首先回顾并深入分析了工业过程中常用的经典模型，如传递函数模型、状态空间模型以及机理模型。我们将详细讲解这些模型的建立方法、参数辨识技术，并重点分析其在不同类型过程中的适用性和局限性。例如，对于具有显著非线性特征的过程，将讨论如何通过分段线性化或泰勒展开等方式进行近似建模。 非线性系统辨识与建模: 针对许多工业过程固有的非线性特性，本书将重点介绍先进的非线性系统辨识技术。这包括基于神经网络的建模、模糊系统建模以及支持向量回归等方法。我们将阐述这些方法的基本原理、算法实现细节，并通过具体案例展示如何构建高精度的非线性过程模型，从而为后续的先进控制设计奠定坚实基础。 模型不确定性与鲁棒性分析: 现实世界的工业过程模型总是存在不确定性。本部分将详细阐述模型不确定性的来源，如参数漂移、测量噪声以及未建模动态等，并介绍如何进行系统性的不确定性分析。在此基础上，我们将引入鲁棒性分析的工具和方法，帮助读者评估控制系统在模型不确定性下的性能表现，为设计具有良好鲁棒性的控制器提供理论依据。 第二部分：先进控制理论与方法 模型预测控制 (MPC) 详解: MPC 是当前工业界最受欢迎和应用最广泛的先进控制技术之一。本书将对 MPC 进行深入剖析，从其基本原理、滚动优化思想、代价函数设计，到约束处理（输入约束、输出约束、状态约束）的多种实现方式。我们将重点讲解不同 MPC 算法（如二次规划 MPC、线性矩阵不等式 MPC）的优劣势，并提供在具体工业场景中的应用示例，例如炼油厂的反应器控制、化工联合装置的优化调度等。 自适应控制策略: 针对参数会随时间变化的工业过程，自适应控制能够实时调整控制器参数以维持良好的控制性能。本部分将介绍多种自适应控制策略，包括基于梯度下降的参数估计方法、Lyapunov 直接法设计的自适应控制器，以及模型参考自适应控制 (MRAC) 的基本原理和实现。我们将探讨如何处理过程的非线性与时变性，并通过仿真和实际案例展示自适应控制在化工、电力等领域的应用。 鲁棒控制设计: 为了应对模型不确定性带来的挑战，鲁棒控制致力于设计在所有可能的不确定模型下都能满足性能要求的控制器。本书将详细介绍 H∞ 控制、μ-合成等经典鲁棒控制理论。我们将从控制理论的角度，阐述这些方法的数学基础、设计流程以及性能保证。通过具体的算例，我们将演示如何设计出对模型不确定性具有高鲁棒性的控制器。 智能控制技术在过程控制中的应用: 随着人工智能技术的发展，智能控制方法在工业过程控制中展现出强大的潜力。本部分将介绍模糊逻辑控制、神经网络控制以及强化学习在过程控制领域的应用。我们将探讨如何利用模糊逻辑的直观性和灵活性来处理难以精确建模的非线性过程，如何利用神经网络的学习能力来逼近复杂动态，以及如何利用强化学习的试错机制来发现最优控制策略。 第三部分：工业过程的优化与集成控制 实时优化 (RTO) 与控制的集成: 在许多大型复杂工业过程中，仅仅实现精确控制是不够的，还需要实现经济效益最大化或能耗最小化。本部分将深入探讨实时优化 (RTO) 技术，包括其与控制器协同工作的原理。我们将介绍基于模型的 RTO 算法，以及如何将 RTO 的优化结果作为设定值传递给底层控制器，从而实现全局的运行优化。 多变量过程的协同控制: 许多工业过程的变量之间存在复杂的耦合关系，单回路控制难以达到理想效果。本书将重点介绍多变量控制 (MVC) 的设计方法，如解耦控制、广义预测控制 (GPC) 等。我们将详细分析多变量系统的结构特征，并演示如何通过系统化的方法设计出有效的多变量控制器，以实现对多个被控变量的同时精确控制。 先进控制系统的实施与挑战: 本部分将回归实践，讨论在实际工业环境中部署和维护先进控制系统的挑战。这包括软件/硬件平台的选择、系统集成、数据管理、操作员培训以及故障诊断等关键环节。我们将分享一些成功的工程实践经验，并探讨未来先进控制技术的发展趋势。 本书的特色： 理论与实践并重: 本书在深入讲解先进控制理论的同时，辅以大量贴近实际工业应用的案例研究和仿真实例，帮助读者将理论知识转化为实际解决问题的能力。 系统化与全面性: 涵盖了当前工业过程控制领域最重要和最具代表性的先进控制技术，为读者提供了一个全面的知识体系。 前沿性与实用性: 关注最新的研究进展和工业应用趋势，旨在为读者提供能够应对未来工业挑战的解决方案。 易于理解的阐述: 尽管涉及复杂的数学原理，但本书力求用清晰、逻辑严谨的语言进行阐述，并配以必要的图示和表格，降低学习门槛。 本书适合从事过程控制、自动化工程、化学工程、机械工程、电气工程等领域的研究生、工程师以及相关专业的本科高年级学生阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解工业过程的复杂性，掌握解决复杂控制问题的先进工具和技术，从而在提升工业过程性能、优化资源利用和保障安全生产方面做出重要贡献。

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这本书的排版和图示质量，是衡量一本专业书籍是否用心的重要标准。在这方面，该书交出了一份令人满意的答卷。图表的绘制精细度极高，坐标轴的标注清晰可辨，每一个示意图都仿佛经过了艺术家的雕琢，能够一眼就抓住核心信息，有效地辅助了文字的阐述。对于那些涉及空间关系或时间序列的复杂概念，图示的呈现方式更是直观有力，几乎是“所见即所得”。这种对视觉传达的重视，无疑是对读者时间成本的一种尊重，让复杂的概念得以迅速、准确地在脑海中构建起来，极大地优化了信息接收的效率。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面采用了深邃的藏蓝色调，配以简洁而富有现代感的白色字体，给人一种沉稳又不失活力的感觉。内页的纸张质地也无可挑剔，触感细腻，油墨印刷清晰，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。装帧的工艺体现了出版者对细节的极致追求，书脊的粘贴非常牢固，即便是频繁翻阅，也无需担心书页脱落的问题。整体而言，这本书从拿到手的那一刻起，就散发出一种专业书籍应有的厚重感和品质感，让人在尚未开始阅读内容之前，就已经对它充满了期待。这不仅仅是一本书，更像是一件精心制作的工艺品，摆在书架上也是一道亮丽的风景线。

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这本书的语言风格非常独特，它既保持了学术著作应有的严谨性，又在某些关键环节穿插了一些非常生动的比喻和类比，使得原本可能显得枯燥的理论变得鲜活起来。作者的叙述口吻既有专家的洞察力，又像是经验丰富的老教师在循循善诱。我特别欣赏它在处理那些极其抽象的数学模型时所采取的策略，总是能够先用直观的语言将其核心思想勾勒出来，然后再辅以精确的数学表达，这种方式极大地降低了理解的门槛，让人在感叹其深度的同时，也能体会到阅读的愉悦。这种平衡拿捏得恰到好处，绝非易事。

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初翻这本书的目录，我便被其清晰的逻辑结构所吸引。章节的划分既涵盖了基础理论的构建，又深入探讨了复杂的实际应用案例。作者在组织内容时，似乎运用了一种“由浅入深，层层递进”的教学策略。从最基本的概念引入，逐步过渡到更为抽象和高阶的分析方法，使得即便是初涉该领域的读者，也能沿着清晰的脉络稳步前行，不至于在复杂的理论海洋中迷失方向。这种精心编排的结构，极大地提升了学习效率，让人感受到作者在教学设计上的深厚功力。可以说，这本书的骨架搭得非常扎实，为后续内容的吸收打下了坚实的基础。

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书中对诸多工程实践案例的引用和分析，是这本书给我留下最深刻印象的部分之一。这些案例并非简单的素材堆砌，而是经过了精心的筛选和提炼，它们紧密地联系着书中所介绍的理论工具，展示了如何在真实、复杂的工业环境中应用这些知识来解决实际问题。作者似乎有意通过这些案例，向读者展示理论与实践之间无缝对接的可能性。每一次案例分析，都像是一次小型的工作坊，它不仅验证了前文所学的原理，更重要的是，它引导我去思考解决问题的多种路径和可能的陷阱，极大地拓展了我的解决问题的思维框架。

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