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　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	字數(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)。　主要從事先進控制理論與工程應(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)目標計算方法 45 3.1實時優(yōu)化和外部目標46 3.2穩(wěn)態(tài)目標計算的經(jīng)濟優(yōu)化和目標跟蹤問題47 3.2.1穩(wěn)態(tài)目標計算的經(jīng)濟優(yōu)化方法47 3.2.2穩(wěn)態(tài)目標計算的目標跟蹤問題52 3.3穩(wěn)態(tài)目標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)目標計算的可行性階段82 4.2.5穩(wěn)態(tài)目標計算的經(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)目標計算的可行性階段118 5.3.4穩(wěn)態(tài)目標計算的經(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)目標計算的可行性階段151 6.3.3穩(wěn)態(tài)目標計算的經(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