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出版者:机械工业出版社

作者:成都电子机械 科学校刘介才戴绍基

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2001-6

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787111062097

丛书系列:

图书标签:

• 供电
• 电力系统
• 工厂电气
• 电气工程
• 工业供电
• 电力技术
• 配电系统
• 电气设备
• 电力安全
• 变电站

好的，这是一份关于一本名为《工业流程优化与智能控制》的图书的详细简介，该书内容不涉及“工厂供电”相关主题。 --- 工业流程优化与智能控制 深度解析现代制造业的数字化转型与效率革命 图书简介 在二十一世纪的全球竞争格局中，制造业正经历着前所未有的深刻变革。工业4.0的浪潮不仅仅是技术堆砌，更是一场关于生产效率、资源利用率和柔性制造的系统性重塑。《工业流程优化与智能控制》正是这样一部立足于实践前沿，致力于揭示如何通过先进的信息技术、控制理论和数据科学，实现传统工业流程向高效、自适应、智能制造体系转型的权威著作。 本书并非停留在概念的阐述，而是深入到工业现场的复杂性与精确性之中，为工程师、研发人员、企业管理者以及高年级学生提供了一套系统化、可操作的理论框架与应用指南。全书结构严谨，逻辑清晰，从基础的流程建模入手，逐步攀升至复杂的自适应控制策略与全局优化决策。 第一部分：流程建模与系统仿真——构建数字孪生的基石 本书的开篇聚焦于如何精确地“理解”和“描述”复杂的工业流程。我们深知，没有准确的模型，优化和控制便无从谈起。 第1章：工业流程的抽象与描述 本章详细探讨了描述连续、离散和批次型流程的不同数学工具。内容涵盖了状态空间模型、传递函数模型，并重点介绍了面向工业应用的偏微分方程（PDE）模型在传热、传质过程中的应用。此外，我们引入了基于事件的（Event-Based）建模范式，特别适用于柔性装配线和调度系统的描述。 第2章：先进过程控制（APC）的建模基础 重点解析了如何从基础机理模型（First-Principles Models）过渡到可用于实时控制的简化模型。本章深入讲解了系统辨识技术，包括经典最小二乘法（LS）、加权最小二乘法（WLS）以及在强噪声环境下的卡尔曼滤波辨识。特别关注了非线性系统的局部线性化技术及其在化工、冶金流程中的适用性。 第3章：高保真流程仿真与验证平台 现代流程优化高度依赖于虚拟环境的验证。《工业流程优化与智能控制》详细介绍了基于商业仿真软件（如Aspen HYSYS, gPROMS等）的高保真模型构建流程，并强调了模型校准（Model Calibration）的重要性。本章的实践案例展示了如何利用历史操作数据对仿真模型进行迭代优化，确保模型与实际工厂表现高度一致。我们还探讨了如何构建数字孪生（Digital Twin）的初步框架，实现物理资产与虚拟模型的实时映射。 第二部分：智能控制策略——实现流程的自适应与鲁棒性 流程的优化并非一蹴而就，它要求控制系统具备应对不确定性和外部扰动的能力。本书的第二部分集中于先进的反馈与前馈控制技术。 第4章：模型预测控制（MPC）的深入应用 MPC作为工业界公认的最强大的优化控制工具，是本章的重中之重。我们不仅阐述了其基本原理——在线滚动时域优化，更详细分析了约束处理技术（如软约束与硬约束的处理）、多模型预测控制（Multiple-MPC）的集成方法，以及在处理大规模多变量（MIMO）系统时的分布式MPC（DMPC）架构。通过实际案例，读者将掌握如何设置目标函数、成本权重矩阵和预测步长，以实现经济效益最大化。 第5章：鲁棒控制与不确定性下的优化 现实世界的流程充满了模型不确定性（Model Uncertainty）和未建模动态。本章聚焦于如何设计能够抵抗这些干扰的控制器。我们详细讲解了$H_infty$控制理论的工业应用，以及如何将其与MPC相结合，形成鲁棒模型预测控制（RMPC）。对于非线性系统的鲁棒性设计，本书也介绍了基于滑模控制（SMC）的设计思路及其在强非线性、高动态变化系统中的应用潜力。 第6章：自适应控制与强化学习在流程控制中的融合 随着计算能力的增强，实时调整控制器参数成为可能。本章系统介绍了自整定控制器（Self-Tuning Regulators）的设计，包括基于梯度下降和基于递归最小二乘法的在线参数估计。更进一步，本书将目光投向了强化学习（RL）在复杂、高度非线性、且缺乏精确机理模型流程中的新兴应用。我们分析了基于DQN和PPO算法的离散事件系统控制应用场景，为读者开启了通往前沿AI控制的大门。 第三部分：全局优化与调度——实现资源的最优配置 流程控制着眼于单点或局部环节的稳定性与效率，而流程优化与调度则关注整个生产系统的宏观经济效益。 第7章：混合整数线性规划（MILP）在调度中的应用 批量生产和多产品共线（Campaign Scheduling）是能源密集型和精细化工行业的普遍挑战。本章深入探讨了混合整数线性规划（MILP）技术，如何被用来解决排产、换线时间最小化、以及原料/能源调度的复杂问题。我们详细解析了如何将时间离散化、定义切换成本、以及如何利用专业求解器（如CPLEX, Gurobi）实现高效求解。 第8章：实时优化（RTO）与操作层决策 实时优化（RTO）是连接过程控制层（PCS）与企业资源规划（ERP）的关键桥梁。本书详细阐述了层级优化架构，并重点解析了逼近梯度法（Successive Quadratic Programming, SQP）在求解非线性RTO模型中的应用。本章的重点在于如何设计安全可靠的“优化器-控制器”接口，确保优化结果的下达既能提高经济性，又不违反控制系统的安全边界。我们强调了模型降阶与在线求解的平衡艺术。 第9章：能源效率优化与操作窗口的拓展 在当前强调可持续发展的背景下，流程的能源效率成为了优化的核心目标之一。本章将能耗最小化作为目标函数纳入MPC和RTO框架。内容包括：热集成网络的优化调度、余热回收网络的动态集成、以及如何通过控制策略的微调（例如优化反应温度曲线），实现单位产品能耗的显著降低。本书提供了一套量化评估操作策略对能源绩效影响的分析工具。 总结 《工业流程优化与智能控制》是一份面向未来的技术指南。它不仅仅教授读者如何“控制”一个流程，更重要的是教会读者如何“思考”一个流程，如何利用数据和算法驱动其实现全局最优解。无论是追求极致效率的化工巨头，还是寻求柔性转型的离散制造商，本书都将是其迈向高度智能化、高盈利性生产体系的必备参考。 ---

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这本书的装帧设计非常吸引眼球，封面采用了深邃的工业蓝，配上简洁有力的白色字体，给人一种专业且严谨的感觉。我原本是冲着这个设计来的，希望能找到一本既有理论深度又不失实用性的电力系统专著。然而，深入阅读后，我发现它在内容组织上略显松散。开篇的部分似乎花了过多的篇幅来介绍一些基础的电气物理原理，对于我这种已经有一定行业背景的读者来说，这些内容显得冗余，拉慢了整体的阅读节奏。我更期待能立刻进入到复杂故障分析或者新型电力电子设备在电网中的应用这些更前沿、更具挑战性的议题中去。书中对特定设备的介绍，比如高压断路器的选型标准，虽然提供了规范性的条文，但缺乏实际案例的支撑，使得理论知识显得有些‘空中楼阁’，难以与我日常工作中遇到的实际难题产生强烈的共鸣。整体而言，这本书的‘形’做得不错，但‘神’在某些章节的铺陈上没有达到我预期的那种精准和犀利。它更像是一部宏观的入门手册，而非解决实际工程痛点的利器。

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这本书的语言风格，坦白说，让我感到有些困惑。它时而使用极其严谨、符合国家标准的术语和定义，仿佛是在校对一份官方文件；但下一秒，又突然跳跃到一些口语化的比喻，试图简化复杂的概念，这种转换的生硬感，使得阅读体验忽断忽裂。比如，在讲解谐波治理的章节，前几页还在精确计算总谐波失真度（THD）的数学模型，后面却用“电波打架”这样的描述来解释阻尼振荡，这对于追求逻辑一致性的读者来说，实在是一种挑战。我希望一本专业的教材或参考书，能够保持其叙述口径的统一性，要么彻底走学术化路线，让读者准备好应对深奥的公式和定义；要么干脆走科普路线，用生动有趣的语言贯穿始终。这本书却像是两种风格的强行拼凑，导致在理解一些关键的系统稳定性概念时，我不得不反复回溯上下文，试图重建作者内心设想的知识架构，这极大地消耗了我的精力。

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我原本期待这本书能深入探讨现代智能电网的调度优化策略，尤其是在分布式能源接入背景下的动态电压控制难题。然而，书中大部分的篇幅还是集中在传统的同步发电机组的运行特性和简单的负荷预测模型上，这些内容在近十年的行业发展中，已经有了更先进的解决方案和更丰富的研究成果。书中对先进的储能技术——比如液流电池或飞轮储能——在电网频率支撑中的作用，提及得非常简略，几乎只是点到为止，没有展开具体的性能参数对比或并网接口的工程细节。对于我这种需要为新建园区设计一套能够适应未来能源结构的供电方案的工程师来说，这本书提供的知识点显得有些滞后。我需要的是能够立刻应用于当前项目，能够指导我进行前瞻性设备选型的资料，而不是回顾几十年前的经典理论。这种内容上的时间错位，使得这本书的参考价值大打折扣。

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这本书的图表质量和数据准确性，是我在阅读过程中遇到的一个比较大的减分项。虽然书中包含了不少电路图和接线示意图，但很多插图的分辨率偏低，线条模糊不清，导致在识别复杂的保护回路逻辑时，需要花费额外的注意力去辨认那些本该清晰明了的符号。更令人不解的是，在关于变压器分接头调整对无功功率影响的分析中，附带的数据表格似乎存在明显的笔误，几个关键的计算结果与我根据公式反推出来的数值相去甚远。我不得不暂停阅读，拿出计算器进行交叉验证，确认是书本数据有误后才能继续。一本涉及电力安全和精确计算的专业书籍，数据和图示的严谨性是其生命线。如果读者需要花费大量时间去“修正”书中的内容，那么这本书的可靠性和专业度就受到了严重的质疑。这种细节上的疏忽，让人对作者的审校工作产生了不信任感。

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这本书在探讨电力系统经济运行方面的内容，表现得非常保守和理论化，缺少了对当前市场化改革背景下，实际操作层面的深入剖析。例如，在谈到发电成本曲线时，书中仅仅是描述了燃料消耗率和运行维护费用等基本要素，但完全没有涉及电力市场中的容量电费、辅助服务价格机制，以及如何利用最新的优化算法来最小化购电成本的策略。我更希望看到的是，如何将这些理论模型嵌入到实际的生产调度软件接口中，或者提供一些如何解读区域电力交易中心的结算报告的案例分析。这本书似乎停留在了一个理想化的、不受外部市场波动影响的纯技术层面。对于希望提升供电部门盈利能力和市场竞争力的读者而言，这本书提供的工具箱显得有些空洞，缺乏将技术优势转化为经济效益的具体路径和方法论指导。它更像是一个静态的系统描述，而不是一个指导动态优化的操作指南。

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