模型預測控製工程應用導論 pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:化學工業

作者:鄒濤//丁寶蒼//張端

出品人:

頁數:222

译者:

出版時間:2010-8

價格:35.00元

裝幀:

isbn號碼:9787122082374

叢書系列:

圖書標籤:

模型預測控製
MPC
控製工程
自動化
優化控製
係統控製
過程控製
工業控製
MATLAB
仿真
算法

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具體描述

《模型預測控製工程應用導論》全麵介紹工業模型預測控製及相關建模、優化、性能評估的理論與方法，側重於模型預測控製技術實施的完整性。主要由四部分內容組成：一是概述瞭模型預測控製的機理、特徵，細緻描述瞭它的典型算法、技術細節，並進行瞭穩定性分析；二是係統性地介紹瞭工業過程的模型化方法，以係統辨識方法為主，展示瞭工程中常用建模方法的基本原理及存在問題；三是介紹瞭模型預測控製上層的工業過程實時優化與穩態目標計算方法，其中詳盡地給齣瞭軟約束調整方法中的優先級策略，並首次使用“點”模型概念解決瞭積分過程的穩態目標計算問題；四是介紹瞭模型預測控製的性能評估，突齣瞭約束與經濟性能這兩大特徵。

《模型預測控製工程應用導論》可作為高等學校化學工程、自動化類專業的研究生教材，預測控製理論研究者和工程技術人員的參考用書。

好的，以下是一份關於一本與《模型預測控製工程應用導論》內容無關的圖書簡介，旨在提供一個獨立、詳盡的描述： --- 《先進材料的微觀結構與宏觀性能：設計與錶徵前沿》圖書簡介聚焦跨學科前沿，深入材料科學的微觀世界與宏觀應用本書旨在為材料科學傢、工程師以及相關領域的研究人員提供一份全麵、深入且具有前瞻性的指南，聚焦於先進材料的微觀結構、構築方法及其與宏觀性能之間的內在關聯。本書摒棄瞭對傳統材料學的簡單復述，而是將重點放在當前材料設計與製造領域最具挑戰性、最具創新性的前沿課題上，特彆是那些涉及多尺度分析、智能響應以及極端環境適應性的新興材料體係。第一部分：微觀結構調控的理論基礎與實驗錶徵本書首先建立瞭一個堅實的理論框架，闡述瞭從原子尺度到納米尺度的結構演變規律。我們詳細探討瞭晶體缺陷、相界麵、晶界工程在決定材料力學、電學和熱學性質中的關鍵作用。不同於傳統的結構分析方法，本部分深入介紹瞭同步輻射技術、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）中的先進成像模式，以及同步輻射小角X射綫散射（SAXS）在揭示納米尺度結構演變動力學方麵的最新進展。重點討論瞭原位（in-situ）和非原位（operando）錶徵技術如何捕獲材料在受力、加熱或電化學反應過程中的實時微觀結構變化，為理解材料失效機理和優化性能提供瞭直接證據。第二部分：功能性復閤材料與界麵工程復閤材料是現代工程領域的核心驅動力之一。本書將材料的界麵視為性能的決定性因素，而非簡單的連接點。我們係統性地分析瞭縴維增強、顆粒增強以及層狀結構復閤材料的有效場理論模型，並著重於界麵的化學相容性、應力傳遞效率及其熱膨脹失配問題。在功能性復閤材料方麵，內容涵蓋瞭壓電/鐵電復閤材料的非綫性耦閤效應、金屬基復閤材料（MMC）中陶瓷強化相的均勻分散技術，以及聚閤物基復閤材料（PMC）中納米填料的聚集控製策略。特彆地，針對高熵閤金（HEA）和多相結構材料，本書探討瞭利用機器學習輔助的“材料基因組計劃”方法，加速具有特定微觀結構特徵的復閤體係的篩選與性能預測。第三部分：動態材料與智能響應係統的設計隨著對材料功能性要求的提升，如何設計能夠感知環境變化並做齣可逆響應的材料成為研究熱點。本部分詳細闡述瞭形狀記憶閤金、自修復聚閤物、以及刺激響應型水凝膠的分子設計原則。關於自修復材料，我們剖釋瞭微膠囊破裂-聚閤機製、血管網絡構建方法，以及動態共價鍵/超分子鍵在實現材料宏觀功能恢復中的作用。對於智能傳感與驅動，內容聚焦於應變梯度材料、可編程超材料（Metamaterials）的結構設計，以及如何通過外部刺激（如光、磁場、pH值）精確調控其光學、力學或電學輸齣。這部分內容強調瞭結構幾何與材料本徵屬性的協同作用，以實現跨尺度的功能集成。第四部分：極端環境下的材料行為與壽命預測現代工業對材料在極端載荷（高溫、高壓、強輻射、腐蝕）下的可靠性提齣瞭前所未有的要求。本書專門開闢章節討論瞭高溫閤金的蠕變與微觀結構穩定性、核反應堆材料的輻照損傷機製（如空洞形成與位錯攀移），以及深海或航空航天用材料的腐蝕與疲勞協同損傷模型。特彆強調瞭基於密度泛函理論（DFT）的計算模擬在預測材料在極端環境下的缺陷形成能、擴散路徑以及錶麵反應動力學中的應用。同時，我們探討瞭如何利用疲勞壽命的統計學模型（如Weibull分布）和損傷纍積模型，結閤在綫監測數據，實現對關鍵部件健康狀態的精確評估和剩餘壽命預測。第五部分：先進製造技術對材料微觀結構的影響先進製造，特彆是增材製造（3D打印），正在顛覆傳統的材料加工範式。本書深入分析瞭選區激光熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）等技術在金屬粉末床上的熔化與凝固過程，以及由此導緻的特有微觀結構——例如快速冷卻速率導緻的非平衡態相、柱狀晶的形成與再結晶行為。此外，我們探討瞭定嚮凝固技術在優化渦輪葉片等關鍵部件微結構中的應用，以及增材製造過程中固有的殘餘應力與孔隙率控製策略。這部分內容的核心在於理解製造過程參數如何直接決定最終部件的微觀組織，並進而影響其宏觀服役性能。總結《先進材料的微觀結構與宏觀性能：設計與錶徵前沿》不僅是一本技術手冊，更是一本引導未來研究方嚮的路綫圖。它要求讀者將材料科學視為一個多尺度、多物理場耦閤的復雜係統，通過跨越原子、缺陷、微區、宏觀性能的鏈條，實現對新一代高性能、多功能材料的理性設計和可靠應用。本書適閤研究生及以上水平的科研人員、以及緻力於提升産品性能和可靠性的工程技術人員深入研讀。 ---

作者簡介

目錄資訊

第1章模型預測控製概述 1．1 先進過程控製 1．2 模型預測控製的基本原理 1．2．1 預測模型 1．2．2 滾動優化 1．2．3 反饋校正 1．2．4 參考軌跡 1．3 模型預測控製的應用場閤 1．4 模型預測控製的發展曆史及趨勢 1．4．1 理論路綫 1．4．2 技術路綫第2章工業過程的模型化 2．1 工業過程的數學模型 2．1．1 模型的含義 2．1．2 時域模型與頻域模型及信號譜 2．1．3 動態模型與穩態模型 2．1．4 工業過程的多輸入多輸齣模型 2．1．5 機理建模與係統辨識 2．1．6 模型的可視化輸齣 2．1．7 小結 2．2 工業過程的測試 2．2．1 工業過程的預測試(模型辨識環節) 2．2．2 測試信號 2．2．3 過程測試的幾個原則 2．2．4 數據采集 2．2．5 數據預處理 2．3 綫性模型及辨識 2．3．1 綫性疊加原理與綫性係統的捲積響應 2．3．2 FIR模型及辨識 2．3．3 FSR模型及辨識 2．3．4 離散傳遞函數模型及辨識 2．3．5 狀態空間模型及辨識(簡述) 2．3．6 小結 2．4 非綫性模型與辨識 2．4．1 非綫性輸入輸齣模型與辨識 2．4．2 非綫性狀態空間模型與辨識 2．4．3 非綫性機理模型的建立 2．5 本章總結第3章狀態空間模型的辨識——子空間方法 3．1 引言 3．1．1 狀態空間模型的一般描述 3．1．2 Kalman濾波 3．1．3 子空間模型辨識的基本思想 3．2 幾何工具 3．2．1 正交投影 3．2．2 斜嚮投影 3．3 子空間矩陣描述 3．3．1 Hankel矩陣 3．3．2 係統矩陣 3．3．3 係數矩陣 3．4 子空間矩陣的綫性迴歸方法 3．5 子空間辨識算法基本步驟 3．5．1 能觀性矩陣／狀態序列估計 3．5．2 狀態空間模型計算 3．6 本章總結第4章工業過程實時優化技術 4．1 引言 4．2 過程優化基礎 4．2．1 過程優化的應用領域 4．2．2 過程優化問題的數學模型 4．3 化工過程實時優化技術 4．3．1 化工過程實時優化技術特點與現狀 4．3．2 化工過程實時優化的關鍵技術 4．3．3 化工過程實時優化的工程化 4．4 本章總結第5章穩態目標計算方法 5．1 引言 5．2 穩態目標計算問題描述 5．2．1 綫性過程的穩態數學模型 5．2．2 穩態目標計算的自優化方法 5．2．3 穩態目標計算的目標跟蹤方法 5．2．4 穩態目標計算的推廣 5．3 穩態目標計算的可行性判定與軟約束調整 5．3．1 可行性判定與軟約束調整的加權方法 5．3．2 可行性判定與軟約束調整的優先級方法 5．3．3 軟約束調整與優化日標的協調 5．4 一種基於狀態空間模型的穩態目標計算方法 5．5 本章總結知識鏈接1．數學規劃與最優性條件 2．綫性規劃與二次規劃第6章模型預測控製算法 6．1 引言 6．2 DMC 6．2．1 單變量DMC算法 6．2．2 適用於一階積分過程的DMC算法 6．2．3 多變量DMC算法 6．2．4 QDMC 6．2．5 集成穩態目標計算的DMC算法 6．2．6 DMC處理可測擾動的方法 6．3 狀態空間模型預測控製算法 6．3．1 最優控製 6．3．2 綫性狀態空間模型預測控製算法 6．4 無靜差綫性模型預測控製的擾動建模方法 6．4．1 模型預測控製問題描述 6．4．2 不可測擾動的建模 6．4．3 控製係統的可檢測性 6．4．4 狀態估計 6．4．5 被控變量的目標跟蹤 6．4．6 無靜差控製 6．4．7 仿真 6．4．8 小結 6．5 非綫性模型預測控製算法 6．6 模型預測控製穩定性的研究現狀及常用方法 6．6．1 幾種典型的模型預測控製描述形式 6．6．2 原始形式及Kleinman控製器的穩定性研究 6．6．3 終端零約束和終端等式約束預測控製 6．6．4 終端約束的放鬆和終端約束集 6．6．5 終端代價函數的引入 6．6．6 具有終端約束集和終端代價函數的穩定預測控製算法 6．6．7 預測控製穩定性研究的常用方法 6．7 總結知識鏈接控製係統的能控性、可鎮定性、能觀性、可檢測性第7章模型預測控製工程化的更多細節 7．1 模型預測控製工程化的一些實用方法 7．1．1 模型預測 7．1．2 非綫性變換處理方法 7．2 模型預測控製的項目實施流程 7．2．1 效益分析與初步設計 7．2．2 預測試 7．2．3 動態響應測試與模型辨識 7．2．4 控製器離綫仿真與參數整定 7．2．5 控製器投運與培訓 7．2．6 控製器維護第8章模型預測控製係統的性能評估 8．1 引言 8．2 控製係統性能評估的研究概述 8．2．1 基於最小方差基準的性能評估方法 8．2．2 性能評估的其他方法 8．3 約束模型預測控製係統的性能評估 8．3．1 概述 8．3．2 最小方差控製器設計中的預測方法 8．3．3 有限時域最小方差控製器 8．3．4 約束最小方差控製器 8．3．5 約束模型預測控製係統的性能評估 8．3．6 小結 8．4 模型預測控製關於變化性和約束調整的性能評估 8．4．1 概述 8．4．2 問題描述 8．4．3 優化問題的求解 8．4．4 一種係統性方法 8．4．5 案例研究知識鏈接最小方差控製 8．4．6 小結第9章討論與總結中英文對照錶參考文獻
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

讀完此書，我感到自己對現代控製工程的理解上升到瞭一個新的維度。它沒有那種浮誇的“速成”承諾，而是腳踏實地，一步一個腳印地帶領讀者攀登知識的高峰。尤其讓我印象深刻的是，它在討論實時性與最優性之間的權衡時，引入瞭非常貼近工業標準的評估指標體係，這對於準備進行實際項目開發的工程師來說，是極其寶貴的實戰經驗。書中對復雜係統建模中不確定性的量化方法闡述得非常透徹，不同於許多書籍隻是簡單地將不確定性視為噪聲，這裏更深入地探討瞭參數誤差和模型失配對最終控製性能的綜閤影響。總而言之，這本書是一部集理論深度、工程實用性與清晰邏輯於一身的典範之作，其厚重感和知識密度，保證瞭它在很長一段時間內，都將是控製工程領域案頭必備的參考書。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版設計，也透露齣一種低調的精緻感。紙張的質地適中，墨色濃淡均勻，長時間閱讀下來眼睛的疲勞感明顯減輕。這在厚重的工程類書籍中是難能可貴的。內容組織上，它采用瞭螺鏇上升的結構，使得讀者在每次重復接觸某個核心概念時，都能發現新的、更深層次的理解。我特彆喜歡它在引入高級主題（比如非綫性處理或魯棒性設計）之前，都設置瞭“迴顧與展望”的小節，這既是對前文的總結，也是對後續內容的預告，使得閱讀的連貫性非常強，完全不會有章節間知識斷裂的感覺。唯一可能讓部分讀者感到挑戰的是，書中對於數學推導的細節保留得相當充分，要求讀者具備一定的微積分和綫性代數功底。但這反過來也保證瞭內容的深度，避免瞭那種為瞭追求易讀性而犧牲嚴謹性的弊端。它在“易懂”和“嚴謹”之間找到瞭一個絕佳的平衡點。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀體驗，更像是在跟隨一位經驗豐富、耐心十足的導師進行一對一的私塾教育。它沒有那種教科書特有的生硬和距離感。我注意到作者在解釋一些關鍵性的約束處理機製時，用瞭非常形象的比喻，比如將優化問題比作在一個擁擠的城市中尋找最短路徑，同時還要遵守各種交通法規，這種生動的敘述方式極大地降低瞭初學者的理解門檻。更讓我感到驚喜的是，書中對不同控製策略的優缺點進行瞭非常細緻的對比分析，而不是簡單地羅列公式。比如，它會深入探討在采樣時間有限、計算資源受限的實際工控機上，不同求解器的性能差異，這無疑是很多純理論書籍會忽略的“軟知識”。每當我覺得某個概念即將變得模糊不清時，總能在這本書裏找到一個恰到好處的圖示或注解，將原本盤根錯節的邏輯綫索梳理得井井有條。這絕對是一本可以伴隨讀者從入門走嚮精通的良師益友。

评分☆☆☆☆☆

這本書的價值，不僅僅在於它提供瞭“怎麼做”的步驟，更重要的是它闡釋瞭“為什麼這樣做”的底層邏輯。在處理多變量耦閤係統時，作者並沒有直接套用現成的標準算法模闆，而是花瞭大篇幅去剖析耦閤現象産生的根源，以及不同解耦策略背後的物理意義。這使得讀者在麵對全新的、教科書上沒有的控製對象時，能夠迅速地將其模型化，並選擇最恰當的控製框架。例如，它對約束條件處理的章節，簡直可以作為獨立手冊來使用。如何在綫性規劃（LP）和二次規劃（QP）之間進行快速切換，如何在實時計算的壓力下選擇閤適的內點法或單純形法變種，書中的分析極具前瞻性和指導性。它培養的不是一個隻會套公式的“操作員”，而是一個具備深刻洞察力的“係統設計師”。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像是拿到瞭一本陳年的老地圖，泛黃的紙張上依稀可見墨跡的痕跡，每一個摺痕都訴說著過去的歲月，然而，它所指引的方嚮卻是如此的清晰和現代。初翻開來，我就被那種深厚的學術底蘊所吸引。作者在闡述復雜的控製理論時，似乎毫不費力地將那些抽象的數學模型與現實世界中的工程問題巧妙地編織在一起。我尤其欣賞它對基礎理論的紮實構建，沒有急於求成地跳到高深的算法，而是耐心地鋪墊瞭足夠的背景知識，這對於我們這些希望打下堅實基礎的讀者來說，簡直是福音。書中對於係統辨識和狀態估計的論述，詳略得當，既有理論推導的嚴謹性，又不失工程實踐中的直觀性。它不是那種隻適閤理論研究者閱讀的“高冷”教材，而是真正麵嚮工程師的“工具箱”，每一個章節的案例分析都力求貼近工業現場的真實場景，讓人讀完後，仿佛已經能站在生産綫上，親手調試那些復雜的閉環係統。

评分☆☆☆☆☆