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出版者:西北工业大学出版社

作者:南海鹏

出品人:

页数:145

译者:

出版时间:2002-9

价格:20.0

装帧:平装

isbn号码:9787561215296

丛书系列:

图书标签:

• 水轮发电机组
• PCC控制
• 水电自动化
• 电力系统
• 控制工程
• 水力发电
• 发电机组
• 电力电子
• 控制策略
• 运行维护

精密控制与系统集成：现代工业自动化实践指南 图书名称：精密控制与系统集成：现代工业自动化实践指南 图书简介： 本书旨在为工业自动化领域的工程师、技术人员以及相关专业的学生提供一部全面、深入且具有高度实践指导意义的参考著作。在当前强调智能制造、工业物联网（IIoT）和高度集成化生产的时代背景下，对复杂工业系统的精确控制和高效系统集成能力已成为核心竞争力。本书将围绕这一核心需求展开，系统梳理现代自动化控制理论、先进的传感与执行技术，以及如何构建高可靠性、高效率的集成控制系统。 第一部分：现代控制理论的深化与应用 本部分将从经典控制理论的局限性出发，重点探讨现代控制理论在复杂系统中的应用和发展。 1. 状态空间法与最优控制： 详细阐述了状态空间模型的建立方法，包括如何对高阶、多变量系统进行精确描述。深入讲解了线性二次型调节器（LQR）的设计原理与工程实现，以及模型预测控制（MPC）在处理约束条件和多变量耦合系统中的优势与具体步骤。我们将通过具体的案例分析，展示如何利用这些高级理论工具，优化过程响应速度、减少能耗并提高系统的鲁棒性。 2. 鲁棒控制与自适应控制： 针对工业环境中不确定性（如参数漂移、外部干扰）带来的挑战，本书系统介绍了$ ext{H}_{infty}$ 控制的设计方法，旨在确保系统在参数变化或存在结构不确定性时仍能保持性能。同时，对自适应控制技术，特别是基于模型的间接自适应控制和直接自适应控制的原理进行了详尽阐述，指导读者如何在在线识别系统参数的同时，实时调整控制器增益，实现对动态变化的负载或工艺条件的精确跟踪。 3. 非线性控制基础与应用： 针对大量工业过程（如化学反应器、机械臂）固有的非线性特性，本书介绍了多种非线性控制策略。重点讨论了反馈线性化、滑模控制（SMC）的原理与抖振抑制技术。此外，还将介绍基于Lyapunov理论的稳定性分析方法，为非线性系统的安全运行提供理论保障。 第二部分：先进传感器、执行器与数据采集系统 控制的精度高度依赖于输入信号的质量和输出执行的及时性。本部分聚焦于实现高精度控制所需的关键硬件技术。 1. 高精度传感技术： 深入剖析了用于精密测量的关键传感器，包括激光位移传感器、高精度编码器、磁致伸缩位移传感器等的工作原理、精度等级和抗干扰能力。特别关注了工业环境下的信号调理、滤波和数字化的关键技术，确保采集数据的真实性和可靠性。 2. 智能执行机构： 探讨了伺服驱动系统、高精度比例阀以及变频调速驱动器的工作特性。重点分析了电机模型辨识、力矩控制、速度控制和位置控制之间的切换策略，以及如何通过精细化的电流环、速度环和位置环设计，实现对负载的平滑、快速和精确响应。 3. 工业数据总线与现场通信： 详尽对比了工业以太网（如EtherCAT、Profinet IRT）、现场总线（如CANopen、DeviceNet）在实时性、带宽和拓扑结构上的差异。书中提供了构建高效、确定性实时通信网络的工程实践指导，确保控制指令和反馈信号的毫秒级甚至微秒级传输。 第三部分：系统集成、安全与诊断 现代自动化系统不再是孤立的控制器，而是高度互联的复杂工程。本部分着重于系统的集成化设计、可靠性保障和智能化运维。 1. 分布式控制系统（DCS）与PLC的集成架构： 阐述了在大型、复杂流程工业中，如何有效地集成DCS的核心管理功能与PLC的高速I/O处理能力。详细介绍了数据模型映射、命名规范和跨平台数据交换的最佳实践，旨在消除系统间的“信息孤岛”。 2. 功能安全与网络安全： 鉴于控制系统对人身和财产安全的重要性，本书投入大量篇幅讨论功能安全标准（如IEC 61508/61511），包括安全完整性等级（SIL）的确定、安全联锁系统的设计与验证。同时，针对工业控制网络面临的网络攻击威胁，系统介绍了 Purdue 模型下的网络分段策略、访问控制列表（ACLs）的配置以及对关键控制站进行安全基线加固的方法。 3. 故障诊断与预测性维护（PdM）： 引入了基于模型的故障诊断技术，如残差生成与阈值判据。重点讲解了如何利用过程历史数据和机器学习方法（如基于时间序列的异常检测算法），对关键设备的健康状态进行实时监控和趋势分析，从被动维护转向预测性维护，最大限度地减少非计划停机时间。 第四部分：仿真、建模与虚拟调试 在实际投产前进行充分的仿真和验证是保障系统成功的关键步骤。 1. 过程建模与仿真平台： 介绍了使用Simulink/Stateflow、AMESim或Dymola等工具构建高保真系统模型的流程。讨论了如何将实际的物理定律（如流体力学、热力学）转化为可用于控制算法验证的数学模型。 2. 软硬件在环（HIL/SIL）测试： 详细阐述了虚拟调试的实施框架。SIL（软件在环）用于验证控制逻辑的正确性，而HIL（硬件在环）则通过实时仿真平台，连接真实的控制器硬件，模拟传感器输入和执行器动态，以验证控制系统在接近真实工况下的实时性能和鲁棒性。 本书通过大量详细的工程案例、图表和算法实现流程，力求成为一本集理论深度与工程实用性于一体的权威指南，帮助读者构建出运行稳定、控制精确、集成度高的现代工业自动化系统。

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最近研读的一本关于工业自动化网络安全协议的书籍，带给我一种全新的震撼。这本书的视角非常独特，它没有过多纠缠于传统的IT安全范畴，而是聚焦于工控网络环境下的特有漏洞与防护机制。作者以一种近乎侦探小说的笔法，剖析了近年来几起著名的工业控制系统入侵事件，从攻击路径的逆向工程到防护策略的部署，每一个细节都描绘得入木三分。阅读过程中，我能清晰地感受到作者对现场运行环境的深刻理解，他所提出的安全加固建议，无一不是建立在对IEC 61850等标准协议细致解读之上的。这本书不仅仅是技术手册，更像是一份警示录，促使读者重新审视工业控制系统安全性的重要性和紧迫性。

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我最近接触到一本关于现代电力系统稳定性的专著，那本书的叙事风格相当宏大，从宏观的电网结构到微观的元件特性，无不体现出作者深厚的学术功底和开阔的视野。它着重探讨了在大规模可再生能源接入背景下，传统控制策略所面临的挑战与演进方向，其中对次同步振荡抑制技术的深度剖析尤其令人印象深刻。书中对数学模型的建立和求解过程描述得极为详尽，每一个假设和推导都有充分的理论支撑，对于希望深入钻研控制理论的读者来说，无疑是一份宝贵的参考资料。作者在行文间，不断将读者的思维导向对未来电网运行模式的思考，引导我们不仅要解决当下的技术难题，更要预见未来的发展趋势，这种前瞻性的视角使得整本书的价值得到了极大的提升。

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我最近在看的一本关于高性能计算架构的书籍，其内容密度之高，简直令人咋舌。全书紧密围绕大规模并行处理单元的设计与优化展开，从底层硬件的内存访问模式到上层软件的调度算法，作者都进行了极其深入的挖掘。书中对CUDA和OpenCL编程模型的对比分析尤其精彩，作者不仅罗列了各自的优缺点，更结合实际的科学计算任务，量化了性能差异，数据详实，论证有力。对于任何一个致力于提升计算效率、挑战性能极限的科研人员或工程师来说，这本书都提供了一个全面而深入的知识框架。它要求读者具备一定的计算机体系结构基础，但一旦攻克了阅读的初期障碍，所获得的视野提升是无可估量的，绝对是该领域内一本值得反复精读的典籍。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了深邃的藏青色，搭配烫金的字体，透露出一种专业与厚重的气质。初次翻阅时，我被其精炼的排版所吸引，内容组织得井井有条，图文并茂的解释方式极大地降低了理解复杂概念的门槛。尤其是书中对于理论基础的阐述，那种层层递进的逻辑推演，仿佛有一位经验丰富的导师在旁边细致讲解，让人在阅读过程中不自觉地陷入对知识的探索之中。作者在描述抽象的原理时，总能巧妙地融入实际工程中的案例，使得那些原本枯燥的公式和算法变得生动起来，让人清晰地感受到知识在实际应用中的巨大价值。阅读过程中，我常常会停下来，反复揣摩某些关键段落，深感作者在知识体系构建上的匠心独运，整本书的阅读体验堪称流畅而富有启发性。

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手里这本关于高级数字信号处理的教材，其最大的特点是其极强的实用性和操作指导性。它不像一些理论书籍那样高高在上，而是脚踏实地地指导读者如何将复杂的算法转化为可执行的代码。书中包含了大量的MATLAB/Simulink仿真实例，每一步操作都清晰明确，即便是初学者也能跟着书本快速上手，进行初步的模型验证。我特别欣赏作者在解释傅里叶变换和卡尔曼滤波等核心概念时，所采用的类比和图形化解释方法，这极大地帮助我突破了以往对这些概念的认知瓶颈。对于那些热衷于动手实践、希望快速将理论知识转化为工程能力的工程师或学生而言，这本书简直就像是打开了一扇通往实践应用的快捷之门，其附带的丰富资源包更是锦上添花。

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