热力过程自动化

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isbn号码:9787120008819
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  • 热力学
  • 自动化
  • 过程控制
  • 工业自动化
  • 热力过程
  • 控制系统
  • 能源工程
  • 机械工程
  • 系统建模
  • 仿真技术
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具体描述

《精密控制:现代工业的脉搏》 在这飞速发展的工业时代,效率、精度与安全已成为企业生存与发展的生命线。然而,如何在纷繁复杂的生产环境中,实现对关键过程的精准掌控,确保产品质量的稳定,提升生产效率,并最大限度地降低风险,始终是摆在工程师和管理者面前的巨大挑战。《精密控制:现代工业的脉搏》深入剖析了这一核心需求,为读者呈现了一幅全面而深刻的工业过程控制图景,它并非仅限于单一领域,而是以广阔的视角,揭示了驱动现代工业高效运转的通用原理和实践方法。 本书详尽阐述了现代工业过程中,从基础的传感器信号采集、信号的过滤与增强,到复杂的控制算法设计与实现,再到执行器的精准驱动与反馈调节,每一个环节都至关重要。它跳出了孤立的设备分析,而是将整个生产流程视为一个相互关联、动态变化的复杂系统,强调系统思维在过程控制中的核心作用。 首先,在信号采集与处理方面,本书详细介绍了各类先进传感器的工作原理、选型依据以及在不同工况下的适用性。从温度、压力、流量、液位等基础参数,到更复杂的成分分析、应力应变监测,乃至先进的视觉识别与声学传感,本书都进行了深入浅出的讲解。更重要的是,它不只是罗列传感器种类,而是着重于如何从海量、有时甚至是不精确的传感器数据中,提取出有用的信息。读者将学习到如何运用信号处理技术,如滤波、去噪、校准等,来提升信号的质量,从而为后续的控制决策奠定坚实基础。此外,本书还将触及数据融合的理念,即如何整合来自不同传感器的数据,以获得更全面、更可靠的系统状态信息,这对于复杂系统的精准描述至关重要。 其次,在控制理论与算法部分,本书并非拘泥于传统PID控制的简单应用,而是展现了更为多元和先进的控制策略。从经典PID的深入理解,包括其参数整定方法、抗饱和设计、增量式与位置式等不同实现方式,到现代控制理论的引入,如状态空间法、模型预测控制(MPC)、鲁棒控制、自适应控制以及模糊逻辑控制和神经网络控制等。本书着重解释这些先进控制方法背后的数学原理、设计思路以及在实际工业应用中的优势。它会详细分析模型预测控制如何利用系统模型来预测未来行为并优化控制指令,以及自适应控制如何在系统参数变化时自动调整控制器,从而保持最佳性能。同时,对于非线性系统和复杂动态,本书也提供了相应的控制解决方案。 再者,在执行机构与反馈环节,本书强调了执行机构在实现控制目标中的关键作用。从电动、气动、液压执行器的工作原理、选型考虑(如响应速度、精度、力矩/推力),到驱动电路的设计与优化,以及如何实现精准的位置或流量控制,本书都进行了细致的阐述。尤其值得一提的是,本书将重点放在了执行机构与被控对象之间的耦合关系,以及如何通过有效的反馈回路来消除误差,实现闭环控制。这包括了反馈信号的设计、反馈回路的稳定性分析,以及如何处理执行机构的非线性特性和滞后现象,确保控制指令能够被准确执行并有效地作用于被控过程。 此外,《精密控制:现代工业的脉搏》还着眼于系统集成与优化。它认识到,即使最精密的控制算法,也需要与可靠的硬件平台、友好的用户界面以及高效的通信协议相结合,才能真正发挥作用。因此,本书将探讨如何将分散的控制单元整合成一个统一的自动化系统,如何实现不同设备之间的协同工作,以及如何利用先进的通信技术(如现场总线、工业以太网)来确保信息的高效、可靠传输。本书还将涉及数据可视化、故障诊断与预测性维护等内容,强调如何通过收集和分析运行数据,不断优化控制策略,提升系统的整体性能和可靠性。 本书的目标读者群广泛,包括但不限于自动化工程师、过程工程师、机械工程师、电气工程师、软件开发人员,以及对现代工业控制技术感兴趣的在校学生和科研人员。它旨在为读者提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导,帮助他们理解并掌握现代工业过程控制的核心技术,从而在各自的工作岗位上,成为驱动工业进步的创新者和实践者。阅读《精密控制:现代工业的脉搏》,您将能够更深刻地理解工业生产的“脉搏”,并掌握驾驭这脉搏、实现精益生产的关键技能。

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读后感

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用户评价

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阅读这本书的过程,更像是一场与行业资深专家的深度对话。它的叙事视角非常独特,不再是教科书那种冰冷的知识点罗列,而是充满了对工程实践中“陷阱”和“痛点”的深刻洞察。作者显然在第一线工作多年,他对那些在实际调试中遇到的各种非线性、时滞、饱和等复杂工况的描述,入木三分。我特别喜欢其中穿插的那些“案例剖析”部分,它们往往以一个失败的项目或一个棘手的故障作为引子,然后层层剥茧地分析出问题的根源,最终指向了理论知识的某个盲点。例如,关于复杂连锁保护系统的冗余设计,书中详述了某化工厂曾因误判导致的停车事故,并详细论述了如何通过引入双重判据和投票机制来避免同类错误的发生。这种基于失败经验的教学,比单纯的成功案例更具有震撼力和警示意义,它教会的不仅仅是技术本身,更是一种严谨、敬畏风险的职业态度。读完后,我感觉自己对工业现场的复杂性有了更深一层的敬畏之心。

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这本书的行文风格极其严谨,简直像是技术手册与学术专著的完美结合体。作者在介绍任何一个技术点时,都习惯性地追溯其理论的源头,引用的文献和标准都标注得清清楚楚,这种对学术规范的坚守,极大地增强了内容的可靠性。我发现,其中关于信号处理和传感器原理的部分,讲解得尤为透彻。它没有停留在对原理的简单描述,而是深入到了误差分析、噪声抑制等关键的工程问题上。举个例子,在讨论PID控制器的参数整定时,书中不仅列举了经典的Ziegler-Nichols方法,还花了专门的篇幅对比了基于模型预测控制(MPC)的优化调参思路,这在同类教材中是比较少见的深度。语言上,作者保持了一种冷静、客观的叙述口吻,没有过多花哨的修辞,直击问题的核心。对于初学者可能需要一定的专业背景储备,但对于有一定基础的工程师来说,这本书无疑是一本极佳的“进阶指南”,能够帮助他们弥补知识体系中的薄弱环节,真正理解“为什么”而不是仅仅停留在“怎么做”。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮,封面采用了沉稳的深蓝色调,搭配烫金的标题字体,透露出一种专业且厚重的气息。初拿到手中,就能感受到纸张的质感,印刷的清晰度也非常高,内页的图表和公式排版得井井有条,即便是复杂的流程图也能一目了然。我尤其欣赏作者在结构安排上的匠心独运,全书逻辑线索清晰,从基础理论的铺陈到具体应用的探讨,过渡自然流畅,没有那种为了堆砌知识点而产生的生硬感。每一章节的开头都设置了引人入胜的背景介绍,让人在进入技术细节之前,能够对该领域有一个宏观的认识。阅读过程中,我发现很多概念的阐述都非常到位,比如对于某一控制系统的稳定性分析,作者不仅仅是给出了数学模型,更结合了实际工业场景中的案例进行剖析,使得抽象的理论变得具体可感。这本书的排版也充分考虑了读者的阅读体验,大量的留白使得长时间阅读也不会感到压抑,这对于需要反复查阅的参考书来说,是一个巨大的加分项。整体而言,从硬件到软件的打磨,都体现了出版方对知识的尊重和对读者的关怀,是一本值得收藏和时常翻阅的佳作。

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这本书的实用性和可操作性达到了一个令人称赞的高度。它不是那种只停留在高屋建瓴的理论层面,而是真正做到了“学以致用”。书中大量的流程图、接线图和编程逻辑示例,都非常贴近实际工程应用。我特意去对比了书中介绍的几种主流PLC编程语言的结构化编程范例,发现它们在逻辑清晰度和模块化设计上的对比分析极其到位,为我在实际项目选型时提供了非常有力的参考依据。更值得一提的是,作者在描述算法实现细节时,会非常细致地指出不同硬件平台(比如DCS与PLC)在资源限制下的实现技巧和注意事项,这种“翻译”语言从理论到实践的中间过程,是很多教材所缺失的环节。对于需要进行系统集成和项目实施的工程师来说,这本书简直是一本“现场操作宝典”。每当遇到一个陌生的控制任务,我总能从书中找到相应的参考架构和关键参数的初步设定范围,这大大缩短了我的摸索时间,提高了工作效率。它真正做到了让读者合上书本时,能立刻信心十足地走向工作岗位。

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这本书的内容广度令人印象深刻,它似乎没有刻意去限制自己的技术边界,而是努力将相关领域的所有重要元素都囊括进来。我惊喜地发现,其中有一章专门探讨了基于模糊逻辑和神经网络的智能控制方法在传统自动化系统升级中的应用前景。这部分内容写得十分具有前瞻性,它没有空泛地谈论“人工智能”,而是具体结合了对复杂混合物组分比例的实时优化控制这一实际难题,展示了如何构建一个混合专家系统来处理传统模型难以描述的定性知识。这种跨学科的融合,极大地拓宽了我的视野。此外,书中对数据采集与网络安全协议的论述也颇为详尽,它清晰地指出了在工业物联网(IIoT)环境下,如何保证控制数据的实时性和不被恶意篡改的重要性,并介绍了目前主流的加密和认证机制。这本书的价值就在于,它不仅仅关注了“控制”这一核心,更将控制系统放置在整个现代信息物理系统的大背景下进行审视,展现了自动化领域的全景图。

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