具体描述
随着变频调速技术在发达国家的成功应用工况合理、节能显著，本书着重阐述变频调速技术的理论与实践。除了必要的原理性分析之外，兼顾实用技术的论述。全书共分九章逐一介绍变频调速工作原理、运行维护、系统设计等内容。重点放在民用与工业建筑电气中的应用。
本书内容丰富，实用性强，可供工程建设、厂矿企业建筑电气设计、施工、管理人员及建筑院校师生研究、参考。
精选专业技术文库：现代工业自动化与控制系统工程实践指南 图书名称： 现代工业自动化与控制系统工程实践指南 (Advanced Industrial Automation and Control System Engineering Practices) 图书简介： 本书聚焦于当前先进工业生产环境中，不涉及电气变频调速技术之外的关键自动化、控制理论应用、系统集成、传感器技术、人机交互以及工业网络通信等核心议题。作为一本面向中高级工程师、技术管理人员及高校相关专业研究生的综合性工具书，它旨在提供一个全面、深入且高度实用的知识体系，用以指导复杂自动化项目的规划、设计、实施与优化。 全书内容组织严谨，逻辑清晰，深度覆盖了构建和维护现代智能制造系统的各个维度。我们摒弃了对单一执行器（如变频器）的详细技术剖析，转而着眼于整个控制系统的架构哲学、信息流管理和决策执行的效率提升。 --- 第一部分：先进控制理论与算法在离散/连续过程中的应用 本部分深入探讨了超越传统PID控制范畴的现代控制策略。我们将重点分析非线性系统辨识与控制，特别是滑模控制（SMC）、自适应控制（Adaptive Control）以及模型预测控制（MPC）在化工、冶金、精密机械等行业中的实际部署案例。 核心章节内容概览： 1. 鲁棒控制设计： 讨论 $mathcal{H}_{infty}$ 控制器设计，如何有效应对模型不确定性和外部干扰，确保系统在恶劣工况下的性能稳定性和安全性。 2. 先进优化控制（AOC）： 详细阐述如何结合实时数据和过程模型，实现对复杂多变量系统的经济优化运行。重点解析Lagrange松弛法和内点法在求解实时优化问题中的应用。 3. 模糊逻辑与神经网络控制： 探讨如何利用专家知识构建模糊推理系统，以及如何运用深度强化学习（DRL）训练出能够自主学习和适应环境变化的智能控制器，尤其适用于难以建立精确数学模型的系统。 4. 分布式控制系统（DCS）的理论基础： 深入剖析多层级、多区域控制的解耦设计原则、时间延迟补偿机制以及跨域协调策略。 --- 第二部分：工业物联网（IIoT）与系统集成架构 本部分完全侧重于信息技术（IT）与运营技术（OT）的深度融合，即构建具备实时感知、互联互通和数据驱动决策能力的智能工厂骨架。本书强调系统级的互操作性和信息安全，完全不涉及电力电子转换器的物理细节。 核心章节内容概览： 1. 工业网络通信协议栈的深度解析： 全面对比与实践分析Ethernet/IP, PROFINET, EtherCAT等主流实时以太网协议在时间同步、数据包优先级和确定性通信方面的技术细节与选型标准。特别关注TSN（时间敏感网络）技术在跨平台实时数据交换中的应用。 2. 边缘计算（Edge Computing）在控制中的部署： 探讨如何利用边缘网关进行数据预处理、本地化控制决策和协议转换，以减轻云端压力并保障关键任务的响应速度。 3. 数据采集与历史数据库（Historian）： 详细介绍OPC UA标准在安全、可靠地采集海量过程数据方面的作用，以及高吞吐量时间序列数据库的选型与优化。 4. 工业信息安全（Cybersecurity）： 针对OT环境的特殊性，深入讲解基于ISA/IEC 62443标准的风险评估方法、纵深防御策略，包括网络分段、访问控制和固件完整性校验技术。 --- 第三部分：高精度传感、计量与执行机构的集成应用 本部分关注于自动化系统获取环境信息和执行控制指令的“最后一米”技术，涵盖了从微米级测量到大尺度定位的所有关键技术，完全聚焦于传感器和执行器的功能实现与集成，而非电力驱动环节的性能参数。 核心章节内容概览： 1. 先进传感器技术： 详述激光雷达（LiDAR）、高分辨率机器视觉系统（3D/2D成像）、超声波测距以及在线光谱分析仪（如NIR/Raman）在复杂工业过程中的原理、标定与抗干扰措施。 2. 高精度运动控制与定位系统： 讨论基于闭环编码器反馈的精密伺服系统的同步控制技术。重点分析龙门架系统、协作机器人和力矩控制系统中的运动学和动力学补偿算法。 3. 过程参数的在线计量与校准： 讲解流量、压力、温度等关键变量的校准流程与不确定度分析。探讨如何使用软件定义传感器（Software-Defined Sensing）的概念来增强传统传感器的功能。 4. 流体与气动执行机构的动态特性分析： 分析快速响应比例阀、伺服阀等机构的滞环、死区补偿方法及其在高速系统中的应用限制。 --- 第四部分：人机交互（HMI）与操作员辅助系统设计 本部分探讨如何设计高效、直观且符合人因工程学的操作界面，确保操作员能够快速理解复杂系统的状态并作出正确响应。 核心章节内容概览： 1. ISA 101/ISA 18.2 标准下的报警管理： 详细介绍如何通过状态监测、归类和抑制策略，设计高效的报警系统，避免“报警泛滥”对操作员决策的影响。 2. 图形化界面（HMI/SCADA）的有效布局： 应用颜色理论、动态图形展示原则，设计高信息密度且低认知负荷的监视画面。 3. 虚拟现实/增强现实（VR/AR）在维护和培训中的应用： 讨论如何利用空间计算技术为现场工程师提供实时设备信息叠加和远程专家指导。 --- 总结： 本书提供的是一个系统级、跨学科的视角，专注于如何利用现代控制理论、信息技术和精密传感技术，构建高效、安全、可扩展的工业自动化解决方案。它为读者提供的是构建下一代智能工厂所需的架构思维、算法工具和集成规范，与单一设备或子系统的详细电气性能分析无关。
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