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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