工業(yè)預(yù)測控制

定　價：￥79.00

作　者：	丁寶蒼著
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：	智能制造與裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級叢書、電氣自動化新技術(shù)叢書
標(biāo)　簽：	工業(yè)技術(shù) 自動化技術(shù)

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ISBN：	9787111537434	出版時間：	2016-08-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	259	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書根據(jù)作者近年來的科研成果和應(yīng)用實踐，從科學(xué)原理、整體技術(shù)、理論要點、實施細節(jié)諸方面對雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制這一工業(yè)預(yù)測控制的主流技術(shù)進行了全面的介紹，旨在搭建工程實踐與理論之間的橋梁，以此促進工業(yè)預(yù)測控制技術(shù)在我國的研究與應(yīng)用。書中圍繞雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制的框架，詳細地闡述了工業(yè)預(yù)測控制所涉及的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)，包括模型辨識、狀態(tài)估計、開環(huán)預(yù)測、穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算、動態(tài)控制實現(xiàn)等。

作者簡介

　　丁寶蒼，男，2000年5月畢業(yè)于石油大學(xué)（北京），獲得碩士學(xué)位，2003年6月畢業(yè)于上海交通大學(xué)，獲得博士學(xué)位。于2005年9月赴加拿大阿爾伯塔大學(xué)做博士后1年，2006年11月赴新加坡南洋理工大學(xué)做博士后9個月。目前任職于西安交通大學(xué)，任教授/博導(dǎo)?！≈饕獜氖孪冗M控制理論與工程應(yīng)用、預(yù)測控制等研究工作，率先開展含有界噪聲的多胞描述系統(tǒng)的輸出反饋預(yù)測控制的穩(wěn)定性設(shè)計，并給出系列解決方案?！≡鴵?dān)任多個國際SCI、EI期刊的首席客座編輯、客座編輯和協(xié)助編輯，是幾乎所有控制理論類國際、國內(nèi)期刊的評審人。發(fā)表論文160余篇，其中SCI收錄50余篇，含首席和通訊作者的Automatica、IEEE Trans. Automatic Control和IEEE Trans. Fuzzy Systems論文共計17篇，出版《Modern Predictive Control》等專著3部，主持各類橫向、縱向科研項目20余項，獲國家發(fā)明專利4項，入選2008年教育部新世紀(jì)人才支持計劃。長期講授《泛函分析》和《先進控制理論》等課程。

圖書目錄

《電氣自動化新技術(shù)叢書》序言第6屆《電氣自動化新技術(shù)叢書》編輯委員會的話序前言第1章緒論1 1.1預(yù)測控制的發(fā)展背景1 1.2預(yù)測控制的變量選擇2 1.3工業(yè)預(yù)測控制的基本結(jié)構(gòu)4 1.4常用的數(shù)學(xué)知識6 1.4.1確定性過程6 1.4.2隨機過程7 1.4.3最小二乘估計原理9 1.5工業(yè)預(yù)測控制的數(shù)學(xué)模型10 1.5.1多變量系統(tǒng)模型11 1.5.2動態(tài)模型與穩(wěn)態(tài)模型17 1.6本書內(nèi)容編排18 第2章狀態(tài)估計與開環(huán)預(yù)測20 2.1投影理論21 2.1.1線性最小方差估計和投影22 2.1.2新息序列和遞推投影公式24 2.2Kalman濾波器和預(yù)報器25 2.2.1Kalman濾波器26 2.2.2Kalman預(yù)報器30 2.2.3時變系統(tǒng)、有色噪聲和噪聲相關(guān)情形32 2.3穩(wěn)態(tài)Kalman濾波器與預(yù)報器36 2.4基于階躍響應(yīng)模型和Kalman濾波器的開環(huán)預(yù)測39 2.4.1穩(wěn)定型CV的開環(huán)預(yù)測40 2.4.2積分型CV的開環(huán)預(yù)測43 第3章穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算方法 45 3.1實時優(yōu)化和外部目標(biāo)46 3.2穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的經(jīng)濟優(yōu)化和目標(biāo)跟蹤問題47 3.2.1穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的經(jīng)濟優(yōu)化方法47 3.2.2穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的目標(biāo)跟蹤問題52 3.3穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的可行性判定與軟約束調(diào)整53 3.3.1可行性判定與軟約束調(diào)整的加權(quán)方法54 3.3.2可行性判定與軟約束調(diào)整的優(yōu)先級方法57 3.3.3軟約束調(diào)整與經(jīng)濟優(yōu)化的折中62 3.4線性與二次規(guī)劃63 3.4.1線性規(guī)劃算法描述63 3.4.2二次規(guī)劃算法描述68 第4章穩(wěn)定過程的雙層結(jié)構(gòu)動態(tài)矩陣控制72 4.1開環(huán)預(yù)測模塊73 4.1.1開環(huán)動態(tài)與穩(wěn)態(tài)預(yù)測值74 4.1.2開環(huán)預(yù)測誤差76 4.2穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算模塊76 4.2.1將約束統(tǒng)一為關(guān)于MV穩(wěn)態(tài)增量的形式77 4.2.2引入輔助變量和松弛變量，將約束統(tǒng)一為不含MV穩(wěn)態(tài)增量的等式形式79 4.2.3軟約束的優(yōu)先級排名和每個優(yōu)先級約束的確定80 4.2.4穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的可行性階段82 4.2.5穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的經(jīng)濟優(yōu)化階段:不含軟約束情況84 4.2.6穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的經(jīng)濟優(yōu)化階段:含最低優(yōu)先級軟約束情況85 4.3動態(tài)控制模塊86 4.4動態(tài)矩陣控制的等價形式95 4.4.1無約束動態(tài)矩陣控制95 4.4.2二次規(guī)劃動態(tài)矩陣控制101 第5章含積分輸出的雙層結(jié)構(gòu)動態(tài)矩陣控制104 5.1開環(huán)預(yù)測模塊105 5.1.1被控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型105 5.1.2穩(wěn)定型CV部分106 5.1.3積分型CV部分107 5.2穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算問題描述110 5.2.1穩(wěn)定型CV部分的穩(wěn)態(tài)預(yù)測模型110 5.2.2積分型CV部分的穩(wěn)態(tài)模型與約束111 5.3多優(yōu)先級穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算算法115 5.3.1將約束統(tǒng)一表達為關(guān)于MV穩(wěn)態(tài)增量的形式115 5.3.2軟約束的優(yōu)先級排名以及每個優(yōu)先級約束的確定118 5.3.3穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的可行性階段118 5.3.4穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的經(jīng)濟優(yōu)化階段:不含軟約束情況121 5.3.5穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的經(jīng)濟優(yōu)化階段: 含最低優(yōu)先級軟約束情況122 5.4動態(tài)控制模塊122 5.4.1動態(tài)控制的設(shè)定值124 5.4.2動態(tài)控制算法125 5.5仿真算例127 第6章基于狀態(tài)空間模型的雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制139 6.1干擾模型與可檢測性139 6.1.1不可測擾動模型140 6.1.2增廣模型的可檢測性141 6.1.3積分型輸出的擾動模型144 6.2開環(huán)預(yù)測模塊146 6.3穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算模塊148 6.3.1將約束統(tǒng)一表達為關(guān)于控制攝動穩(wěn)態(tài)增量的形式149 6.3.2穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的可行性階段151 6.3.3穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算的經(jīng)濟優(yōu)化階段:不含軟約束情況153 6.4動態(tài)控制模塊154 6.5其他備選方案161 6.5.1消除穩(wěn)態(tài)工作點161 6.5.2將被控輸出作為狀態(tài)163 6.5.3將操作變量作為狀態(tài)166 6.6能控性、能觀性、可鎮(zhèn)定性、可檢測性167 第7章輸入輸出模型參數(shù)辨識170 7.1工業(yè)過程的測試170 7.1.1測試信號170 7.1.2過程測試與數(shù)據(jù)采集176 7.1.3數(shù)據(jù)預(yù)處理177 7.2最小二乘參數(shù)辨識的基本原理178 7.3非參數(shù)化輸入輸出模型辨識181 7.3.1待辨識模型的描述181 7.3.2數(shù)據(jù)處理183 7.3.3模型辨識方法185 7.4仿真研究195 第8章狀態(tài)空間模型的子空間辨識法199 8.1子空間辨識常用的投影與矩陣分解理論199 8.1.1投影理論199 8.1.2QR分解和SVD分解201 8.2子空間辨識基本原理203 8.2.1問題描述203 8.2.2子空間矩陣方程205 8.2.3子空間辨識的基本思想207 8.3幾種典型的開環(huán)子空間辨識算法209 8.3.1線性回歸分析法209 8.3.2N4SID方法211 8.3.3PO-MOESP法211 8.4開環(huán)辨識實驗與仿真研究212 8.4.1Shell重油分餾塔模型212 8.4.2CD播放器機械臂模型213 8.4.3燃料電池模型215 8.4.4連續(xù)攪拌反應(yīng)釜模型217 8.4.5三容水箱系統(tǒng)實驗219 8.5閉環(huán)子空間辨識223 第9章雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制的無靜差特性228 9.1基于狀態(tài)空間模型的目標(biāo)跟蹤問題228 9.2基于狀態(tài)空間模型的動態(tài)控制和無靜差特性231 9.3雙層結(jié)構(gòu)動態(tài)矩陣控制的無靜差特性238 9.4無靜差控制的基礎(chǔ)即動態(tài)穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀239 第10章雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制的非線性和自由度變換243 10.1非線性變換方法243 10.2變自由度的雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制247 10.3氯乙烯分餾塔應(yīng)用實例248 參考文獻252