第一部分 间歇过程介绍 3
第1章 间歇过程 3
1.1 间歇过程概述 3
1.1.1 间歇过程定义 3
1.1.2 间歇生产的要求和特点 5
1.1.3 间歇生产过程系统框架 7
1.2 间歇过程控制系统 17
1.3 小结 21
第2章 间歇过程控制的发展历程 22
2.1 早期的间歇过程控制工具 22
2.1.1 手工操作间歇过程 22
2.1.2 早期的顺序控制器 23
2.2 基于微处理器的间歇控制系统 26
2.2.1 集散控制系统 26
2.2.2 可编程逻辑控制器 27
2.2.3 个人计算机 30
2.2.4 嵌入式系统 30
2.3 小结 32
第3章 间歇过程的顺序控制 33
3.1 过程分析 34
3.2 顺序图示 34
3.2.1 流程图 35
3.2.2 状态图 35
3.2.3 过程时间图 36
3.2.4 状态转移图 37
3.2.5 Petri网 38
3.2.6 顺序功能图 39
3.2.7 顺序图示方法的选择准则 41
3.3 间歇过程顺序控制的实现 42
3.4 小结 43
第4章 间歇过程的约束控制 44
4.1 警报 44
4.2 过载 45
4.3 连锁系统 45
4.3.1 过程连锁 46
4.3.2 安全连锁 46
4.4 小结 47
第5章 间歇过程关键变量的建模与控制简介 48
5.1 间歇过程建模 49
5.1.1 机理模型 49
5.1.2 数据模型 49
5.1.3 模型移植 50
5.2 间歇过程变量控制 51
5.2.1 开环控制与闭环控制 51
5.2.2 PID控制 53
5.2.3 串级控制 54
5.2.4 自适应控制 54
5.2.5 模型预测控制 56
5.2.6 模糊控制及神经网络控制 59
5.2.7 学习控制 62
5.2.8 2D控制 65
5.2.9 混杂控制 68
5.3 小结 69
第6章 典型间歇过程实例——注塑成型过程 71
6.1 注塑机 71
6.2 注塑过程 73
6.3 注塑机控制器 75
6.4 注塑机过程控制 77
6.5 小结 81
第二部分 间歇过程建模 85
第7章 间歇过程建模概述 85
第8章 典型间歇过程机理建模 87
8.1 间歇过程机理建模范例 87
8.1.1 间歇反应釜机理建模 87
8.1.2 注塑成型过程机理建模 93
8.2 小结 102
第9章 间歇过程数据建模 103
9.1 基于实验设计的建模 103
9.1.1 实验设计的简要介绍 104
9.1.2 正交实验设计 105
9.1.3 方差分析基础 107
9.1.4 注塑过程实验建模范例 112
9.2 基于数据辨识的建模 115
9.3 注塑过程保压压力辨识建模 118
9.4 小结 122
第10章 模型移植建模方法 123
10.1 模型移植方法介绍 123
10.2 过程相似性的分类 127
10.3 比例相似性实例分析 131
10.4 包含相似性实例分析 134
10.4.1 原模型 134
10.4.2 生成训练集 135
10.4.3 集合成员的建模 136
10.4.4 联合集合成员建立新模型 136
10.4.5 实验结果分析 136
10.5 家族相似性实例分析 137
10.5.1 原模型 138
10.5.2 模型移植 139
10.6 小结 140
第三部分 间歇过程参数控制 143
第11章 间歇过程控制概论 143
11.1 引言 143
11.2 间歇过程的特性 143
11.3 间歇过程控制系统概述 144
11.3.1 间歇过程控制系统模型 144
11.3.2 间歇控制系统分类 145
11.4 典型间歇过程参数控制问题——以注塑成型为例 146
11.5 发展间歇过程先进控制技术的目的和意义 148
11.6 间歇过程控制技术的发展历程 149
11.6.1 传统反馈控制 150
11.6.2 先进反馈控制策略 150
11.6.3 学习控制策略 152
11.6.4 二维反馈控制策略 155
11.7 小结 157
第12章 面向间歇过程特点的二维系统理论 158
12.1 引言 158
12.2 迭代学习控制 158
12.2.1 迭代学习控制系统的一般描述 159
12.2.2 迭代学习控制发展现状及存在的问题 162
12.3 二维系统及其发展 164
12.4 迭代学习控制系统的二维本质特性 165
12.5 预备知识：线性矩阵不等式 168
12.5.1 符号说明 168
12.5.2 几个重要引理 169
12.5.3 一类非线性矩阵不等式的迭代求解算法 169
12.6 基于LMI的二维系统鲁棒控制理论 170
12.6.1 基于二维R模型的鲁棒稳定性与鲁棒控制 170
12.6.2 基于二维FM模型的鲁棒稳定性和鲁棒控制 180
12.7 二维FM系统的线性二次型最优控制理论 192
12.7.1 问题的描述 193
12.7.2 二维LQ最优控制算法 195
12.7.3 沿周期方向的稳定性分析 202
12.7.4 沿周期方向的鲁棒性分析 207
12.7.5 仿真例子 211
12.8 小结 216
第13章 基于二维系统理论的间歇过程参数控制方案 217
13.1 引言 217
13.2 基于二维R模型鲁棒控制理论的间歇过程参数控制方案 217
13.2.1 迭代学习控制系统的描述及其等价二维R模型表达 218
13.2.2 基于二维状态反馈的间歇过程参数迭代学习控制系统设计方案 221
13.2.3 基于二维输入输出反馈的间歇过程参数迭代学习控制系统设计方案 226
13.2.4 仿真实例 229
13.3 基于二维FM模型鲁棒控制理论的间歇过程参数控制方案 234
13.3.1 迭代学习控制系统及其二维FM模型表达 234
13.3.2 基于二维动态输出反馈的间歇过程参数迭代学习控制系统设计方案 236
13.3.3 仿真实例 240
13.4 基于二维系统最优控制理论的参数控制方案 248
13.4.1 迭代学习控制系统及等价二维表达 248
13.4.2 基于二维LQ最优控制的ILC策略 250
13.4.3 收敛性与鲁棒性分析 254
13.4.4 系统结构分析与实现 255
13.4.5 仿真实例 260
13.5 广义二维模型预测迭代学习控制策略 268
13.5.1 问题描述 268
13.5.2 广义二维模型预测迭代学习控制 271
13.5.3 控制系统结构分析 275
13.5.4 稳态性能分析与设计参数的选择 278
13.5.5 多周期广义二维模型预测迭代学习控制 281
13.5.6 数值仿真 285
13.5.7 在注塑成型过程控制中的应用 296
13.6 小结 300
参考文献 301
索引 312