复杂过程单元与整厂控制设计方法PDF电子书下载

第一篇 复杂过程单元控制设计方法 3

第1章 复杂过程单元控制设计方法概论 3

1.1引言 3

1.2非线性多变量系统控制的研究现状 4

1.3多模型控制策略的研究进展 7

1.4典型过程单元的建模与控制综述 10

1.4.1球磨制粉系统 10

1.4.2火力发电机组 12

1.5多模型控制方法的框架 13

1.6第一篇章节安排及主要内容 14

参考文献 15

第2章 面向控制的建模与局部多变量模型辨识 24

2.1引言 24

2.2面向控制的球磨制粉系统建模 24

2.2.1面向控制的建模方法 24

2.2.2球磨制粉系统的数学模型 25

2.2.3模型参数的确定 30

2.2.4模型验证 34

2.3局部多变量模型辨识 36

2.3.1基于频域的多变量系统辨识 36

2.3.2仿真研究 43

2.4本章小结 45

参考文献 45

第3章 局部控制结构的确定 47

3.1引言 47

3.2多变量PID控制的基本控制结构 47

3.2.1完全分散控制结构 48

3.2.2完全集中控制结构 48

3.2.3稀疏控制结构 49

3.2.4完全解耦控制结构 50

3.2.5稀疏解耦控制结构 51

3.3基于系统耦合特性的控制结构选择 52

3.3.1耦合特性指标 52

3.3.2控制结构的选择算法 56

3.3.3仿真研究 57

3.4含积分特性系统的控制结构选择 59

3.4.1控制结构的选择算法 59

3.4.2仿真研究 60

3.5非方系统的控制结构选择 63

3.5.1控制结构的选择算法 63

3.5.2仿真研究 64

3.6本章小结 66

参考文献 66

第4章 局部控制器设计与参数整定 68

4.1引言 68

4.2完全分散、完全集中和稀疏PID控制 68

4.2.1等效传递函数 68

4.2.2基于等效传递函数的PID参数整定 70

4.2.3完全分散、完全集中和稀疏PID控制器设计 73

4.2.4仿真研究 74

4.3完全解耦和稀疏解耦PID控制 76

4.3.1解耦补偿矩阵的设计 76

4.3.2双自由度PID参数整定 80

4.3.3完全解耦和稀疏解耦控制器设计 81

4.3.4仿真研究 82

4.4含积分特性的多变量系统控制——分离积分 87

4.4.1对积分环节的处理 87

4.4.2仿真研究 88

4.5含大时滞特性的多变量系统控制——预测补偿 90

4.5.1基于DMC的预测PID结构 91

4.5.2预测PID控制器设计 94

4.5.3仿真研究 94

4.6本章小结 96

参考文献 97

第5章 多模型控制结构的监督优化层设计方法 99

5.1引言 99

5.2总体结构 99

5.3局部区域划分及切换策略 100

5.3.1局部区域划分 100

5.3.2模糊切换策略 104

5.4性能监测 105

5.5设定值优化 108

5.6仿真研究 112

5.6.1球磨制粉系统 113

5.6.2火力发电机组 115

5.7本章小结 122

参考文献 122

第6章 多模型控制设计方法在HVAC物理实验装置上的应用 124

6.1引言 124

6.2单区域空气温度和湿度控制系统 125

6.2.1系统组成及描述 125

6.2.2多模型控制应用实验和结果分析 127

6.3两区域空气温度控制系统 133

6.3.1系统组成及描述 133

6.3.2多模型控制应用实验和结果分析 134

6.4本章小结 139

参考文献 139

第7章 球磨制粉系统工程应用 141

7.1工程概况 141

7.2硬件设计 143

7.2.1系统的设计原则 143

7.2.2系统的硬件配置 143

7.3软件实现 146

7.3.1软件平台 146

7.3.2控制方案工程设计 147

7.3.3软件设计与开发 149

7.4工程实施与控制效果 156

7.4.1实施过程 156

7.4.2投运效果 156

7.5本章小结 163

参考文献 163

第二篇 整厂控制设计方法 167

第8章 整厂过程控制概论 167

8.1整厂控制的基础知识 167

8.1.1物料再循环 168

8.1.2能量集成 169

8.1.3化学成分存量 169

8.2整厂控制设计步骤 172

8.3第二篇章节安排及主要内容 176

参考文献 177

第9章 整厂控制的方法与应用综述 178

9.1引言 178

9.2整厂控制方法的综述与分类方法 179

9.2.1基于启发式方法的整厂控制方法 180

9.2.2基于最优化技术的整厂控制方法 181

9.2.3基于数学方法的整厂控制方法 182

9.2.4基于数学和最优化工具的混合类方法 184

9.2.5基于启发式、数学和最优化工具的混合类方法 185

9.2.6基于结构的整厂控制方法分类 187

9.2.7各种整厂控制方法的评论性分析 187

9.3基于RSR过程的控制方法综述 189

9.3.1具有液相CSTR的RSR过程控制研究 190

9.3.2具有气相推流式反应器的RSR过程控制研究 193

9.3.3关于RSR过程控制研究的一些评述性见解 193

9.4控制自由度 194

9.5整厂控制应用中研究的工业过程 195

9.5.1关于TE过程的整厂控制研究 195

9.5.2关于HDA过程的整厂控制研究 196

9.5.3针对其他过程的整厂控制研究 196

9.5.4关于整厂控制应用的评述 197

9.6整厂控制系统的性能评估 197

9.7本章小结 198

参考文献 199

第10章 生物柴油生产过程设计和整厂控制方法 206

10.1引言 206

10.2稳态过程设计和仿真 207

10.2.1过程设计 207

10.2.2过程工艺流程图与HYSYS仿真 211

10.3过程运行的最优化 213

10.4整厂控制设计集成框架应用于生物柴油生产过程 216

10.5整厂控制结构的验证 225

10.6本章小结 229

参考文献 229

第11章 基于过程最优经济运行的整厂控制设计方法 233

11.1引言 233

11.2控制层和时标分离 234

11.3整厂控制设计步骤概述 237

11.4用于操作的自由度 238

11.5稳态自由度 238

11.5.1阀计数法 238

11.5.2潜在稳态自由度法 239

11.6自顶向下的整厂控制设计步骤 240

11.7自底向上的整厂控制设计步骤 248

11.8讨论 251

11.9本章小结 252

参考文献 252