先進控制基礎:工具、技術和應用

[美]特倫斯·布萊文思 (Terrence Blevins) [美]威利·K.沃伊什尼斯 (Willy K. Wojsznis) [美]馬克·尼克鬆 (Mark Ni

  • 出版商: 清華大學
  • 出版日期: 2021-05-01
  • 定價: $534
  • 售價: 8.5$454
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 350
  • 裝訂: 平裝
  • ISBN: 7302567417
  • ISBN-13: 9787302567417

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商品描述

在這本書中,作者給出在過程工業中所需要的先進控制技術的概念和術語。這本書是為熟悉傳統控制過程卻在先進控制領域缺少相關經驗的控制工程師編寫的。
這本書的每一章的結構允許快速瞭解技術及如何應用。應用大量實例來說明什麽是需要處理應用程序。
而且,每一章的第一段介紹相關技術的數學基礎,章末則給出探索性的內容。讀者可通過轉到本書附帶的 web 站點查看車間解決方案。

目錄大綱

目錄

 

第1章簡介

 

第2章控制系統投資的收益最大化

 

2.1經濟誘因

 

2.1.1合成氨工廠實例

 

2.2降低過程變差——實現控制目標

 

2.2.1單迴路控制

 

2.2.2多迴路技術

 

2.3先進控制

 

2.3.1紙漿漂白

 

2.3.2爐溫控制

 

2.4復雜性和利益性的平衡

 

參考文獻

 

第3章評價控制系統性能

 

3.1控制性能評估

 

3.2提高控制的利用率

 

3.2.1變送器的問題

 

3.2.2不正確整定

 

3.2.3閥門/執行器故障

 

3.2.4改變過程增益

 

3.2.5不正確的分程設置

 

3.2.6迴路交互

 

3.3過程可變性的處理

 

3.3.1過程增益和動態性能的變化

 

3.3.2非測量過程擾動

 

3.3.3過程動態性能

 

3.3.4迴路交互

 

3.3.5限制條件的變化

 

3.3.6質量參數——實驗室測量

 

3.4應用實例

 

3.5專題練習——介紹

 

3.6專題練習——評估控制系統性能

 

3.7技術基礎

 

3.7.1控制性能監測構架

 

3.7.2控制性能評估算法

 

參考文獻

 

第4章按需整定

 

4.1過程識別

 

4.1.1迴路響應的模擬

 

4.2專題練習

 

4.3技術基礎

 

4.3.1繼電振盪整定基礎

 

4.3.2基於模型的整定

 

4.3.3基於魯棒性的整定

 

4.3.4一些可選擇的整定方法

 

參考文獻

 

第5章自適應整定

 

5.1自適應控制——實例

 

5.1.1連續反應器控制

 

5.1.2批量反應器

 

5.1.3氨生產中的氫氮比

 

5.1.4中和器

 

5.1.5工廠主控制

 

5.2應用實例

 

5.2.1啟動模型識別

 

5.2.2將模型應用於迴路整定

 

5.3自適應整定的專題練習

 

5.4技術基礎

 

5.4.1無模型的自適應整定

 

5.4.2基於模型的遞歸整定

 

5.4.3離散傅里葉變換的自適應技術

 

5.4.4帶模型切換和參數插值的自適應整定

 

參考文獻

 

第6章模糊邏輯控制

 

6.1應用舉例

 

6.2專題練習

 

6.3技術基礎

 

6.3.1模糊邏輯控制簡介

 

6.3.2建立模糊邏輯控制器

 

6.3.3模糊邏輯PID控制器

 

6.3.4模糊邏輯控制非線性的PI關系

 

6.3.5FPI和PI關系

 

6.3.6自動化模糊邏輯控制器的投用

 

參考文獻

 

第7章神經網絡

 

7.1案例——紙漿造紙工業

 

7.2應用舉例

 

7.3專題練習

 

7.4技術基礎

 

7.4.1數據收集

 

7.4.2輸入延遲識別

 

7.4.3輸入敏感性

 

7.4.4確定輸入加權

 

7.4.5隱層節點

 

7.4.6過程變化更正

 

參考文獻

 

第8章智能PID

 

8.1從過程飽和中恢復

 

8.2使用無線傳輸器的控制

 

8.3應用舉例

 

8.3.1使用無線設備的生物反應器控制

 

8.3.2壓縮機喘振控制

 

8.4專題練習

 

8.5技術基礎

 

8.5.1無線控制

 

8.5.2從過程飽和中恢復

 

8.5.3包括速率在內的延期

 

參考文獻

 

第9章連續數據分析

 

9.1應用實例

 

9.1.1定義模型輸入

 

9.1.2模型建立

 

9.2在線觀察數據分析

 

9.3連續數據分析專題練習

 

9.4技術基礎

 

9.4.1預測模型發展的數據轉化

 

9.4.2過程監控和預測算法評估

 

9.4.3數據預處理和換算

 

9.4.4PCA建模和在線故障檢測

 

9.4.5PLS建模和在線預測

 

參考文獻

 

第10章批量數據分析

 

10.1批量生產挑戰

 

10.1.1面對批量生產挑戰時分析所發揮的作用

 

10.1.2批量分析綜述

 

10.1.3批量分析應用

 

10.2應用實例——建模和在線操作

 

10.2.1定義模型輸入

 

10.2.2查看在線數據分析

 

10.3批量數據分析專題練習

 

10.4技術基礎

 

10.4.1給料屬性建模

 

10.4.2數據預處理和驗證

 

10.4.3多階段批量建模

 

10.4.4批量數據和在線模型的對齊

 

10.4.5數據安排——展開

 

10.4.6PCA建模和在線故障檢測

 

10.4.7PLS建模和在線質量預測

 

參考文獻

 

第11章簡單模型預測控制

 

11.1MPC作為PID的替代

 

11.2調試MPC

 

11.3MPC代替前饋PID

 

11.4MPC代替前饋PID超馳

 

11.5使用MPC來解決過程交互作用

 

11.6應用實例

 

11.6.1蒸發器控制

 

11.6.2乾燥器控制

 

11.6.3回轉窯控制

 

11.6.4漂白裝置

 

11.6.5MPC控制改變生產率

 

11.6.6批量式化學反應器

 

11.7MPC應用步驟

 

11.7.1過程分析

 

11.7.2過程測試

 

11.7.3過程模型開發

 

11.7.4MPC控制器生成

 

11.7.5在模擬中測試MPC

 

11.7.6評估MPC操作

 

11.8簡單MPC專題練習

 

11.9技術基礎

 

11.9.1過程建模的基礎

 

11.9.2過程模型識別

 

11.9.3無約束模型預測控制

 

11.9.4集成約束處理、優化和模型預測控制

 

參考文獻

 

第12章MPC優化集成

 

12.1應用實例——多效蒸發器

 

12.1.1蒸發器過程概述

 

12.1.2項目動機和設計註意事項

 

12.1.3為什麽使用模型預測控制

 

12.1.4模型預測控制的戰略發展

 

12.1.5模型開發和驗證

 

12.1.6MPC操作、整定和優化

 

12.1.7處理一級過程約束

 

12.1.8蒸發器沖洗控制

 

12.1.9固體測量

 

12.1.10操作結果

 

12.1.11結論

 

12.1.12近期工作和未來機遇

 

12.1.13致謝

 

12.2應用實例——CTMP精煉機

 

12.2.1過程描述

 

12.2.2電能消耗模型

 

12.2.3過程模型識別

 

12.2.4MPC控制策略

 

12.2.5結果

 

12.2.6結論

 

12.2.7致謝

 

12.3應用實例——重油分餾塔

 

12.4專題練習

 

12.5技術基礎

 

12.5.1MPC操作概述

 

12.5.2在線多目標優化器功能概述

 

12.5.3多目標MPC優化背景

 

12.5.4不可行問題處理的多目標優化函數

 

12.5.5擴大LP功能的多目標優化函數

 

12.5.6多目標優化的系統功能

 

12.5.7由優化器監測的無約束MPC控制器

 

12.5.8集成優化器的約束MPC控制器

 

參考文獻

 

第13章在線優化

 

13.1為什麽優化——以鍋爐負荷分配為例

 

13.2紙漿和造紙工廠中的能量優化

 

13.2.1熱電聯產介紹

 

13.2.2能源管理介紹

 

13.2.3綜合實時能源管理系統

 

13.2.4綜合EMS案例分析

 

13.2.5結果總結

 

13.2.6總結

 

13.3在線優化專題練習

 

13.4技術基礎

 

參考文獻

 

第14章過程模擬

 

14.1過程模擬技術

 

14.2從P&ID中開發過程模擬

 

14.3模擬過程非線性

 

14.4其他考量

 

14.5專題練習——過程模擬

 

14.6理論——基於階躍響應的模擬

 

參考文獻

 

第15章集成APC到DCS

 

15.1與工廠系統的集成

 

15.2網絡和系統設置

 

15.3應用實例

 

參考文獻

 

附錄A

 

A.1進入網站

 

A.2下載選項

 

A.3書籍選項

 

A.4新聞和更新選項

 

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