Modeling, Control, and Optimization in Ferrous and Nonferrous Industry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Kongoli, Florian (EDT)/ Thomas, Brian G. (EDT)/ Sawamiphakdi, Krich (EDT)

出品人:

页数:541

译者:

出版时间:

价格:123

装帧:

isbn号码:9780873395618

丛书系列:

图书标签:

冶金工业
建模
控制
优化
非铁金属
铁金属
过程控制
数学建模
工业工程
系统工程

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到本本书屋

onlinetoolsland.com

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

好的，这是一份根据您的要求撰写的图书简介，专注于介绍冶金工业中建模、控制与优化相关的其他领域，但不涉及您提到的那本书的具体内容。 --- 流程工业的数字化转型：先进建模、智能控制与系统优化（第二版）导言现代流程工业，从基础化工到高分子材料，正经历一场深刻的数字化转型。驱动这场变革的核心力量在于对复杂生产过程的精确理解、实时调控以及全局性能的持续提升。传统的工程方法往往难以应对非线性、时变、多变量耦合的挑战。本书正是为了填补这一空白而作，它系统地阐述了如何利用先进的数学工具、计算智能和系统工程理论，实现对流程工业的深度洞察与卓越运营。本书面向过程工程师、自动化专家、研究人员以及高年级本科生和研究生，旨在提供一套全面且实用的框架，以应对当前工业界面临的能效优化、产品质量稳定化和过程安全性的严峻考验。内容涵盖了从微观机理建模到宏观系统集成控制的完整链条，强调理论深度与工程实践的紧密结合。第一部分：过程系统基础与机理建模流程工业的数字化始于对物理和化学现象的准确数学描述。本部分深入探讨了从第一性原理出发建立过程模型的方法论。第一章：流程系统描述与热力学基础本章首先回顾了质量守恒、能量守恒和动量守恒在流程系统中的应用，重点关注了流体力学和传热传质的基本方程。我们详细讨论了相平衡、反应动力学和过程设备（如反应器、蒸馏塔、换热器）的简化模型构建策略。特别地，针对多组分、高压系统的特殊性，探讨了状态方程的适用性与局限性。第二章：半经验与数据驱动的建模范式在许多复杂反应器或催化剂系统中，完整的机理模型难以建立或计算成本过高。本章引入了半经验建模技术，如降阶模型（Reduced-Order Modeling）的构建。同时，我们全面考察了数据驱动建模的兴起，包括基于核函数、高斯过程回归（GPR）和稀疏识别（e.g., SINDy）方法，用以从历史操作数据中提取有效的系统动态关系，为后续的仿真和控制设计奠定基础。第三章：非线性动态系统的分析与仿真流程过程本质上是非线性的。本章侧重于非线性动力学分析工具的应用，如平衡点的稳定性分析、李雅普诺夫稳定性判据、以及输入输出线性化（Input-Output Linearization）技术。随后，通过大量的案例研究，演示了如何利用先进的数值方法（如有限元法和有限差分法）在商业仿真软件环境中实现高保真度的动态仿真，并验证模型的准确性。第二部分：先进过程控制（APC）理论与应用过程的精确控制是实现最优操作的关键。本部分从传统PID控制的局限性出发，系统地介绍了现代鲁棒控制和优化控制的设计方法。第四章：多变量系统的解耦与前馈控制流程操作通常涉及多个输入和多个输出的相互作用。本章详细讲解了基于矩阵代数的动态矩阵控制（DMC）和模型预测控制（MPC）的理论基础。重点阐述了如何处理约束条件（操作边界、安全限制），以及如何通过对预测模型的在线更新来适应过程参数的变化。我们将对比展示广义预测控制（GPC）在处理随机干扰和模型不确定性方面的优势。第五章：鲁棒性与优化控制设计针对模型不确定性，本章深入探讨了 $H_{infty}$ 控制器和 $mu$-综合控制的设计方法，确保控制系统在流程特性偏离标称模型时的性能和稳定性。随后，将优化理论（如二次规划QP和非线性规划NLP）融入到控制框架中，构建了实时优化控制（Real-Time Optimization, RTO）的体系结构，用于在满足操作约束的前提下，持续驱动过程接近经济最优操作点。第六章：智能算法在控制中的集成本章探讨了将机器学习和模糊逻辑融入控制回路的实践。讨论了模糊PID控制器在处理定性经验知识方面的优势，以及如何利用强化学习（RL）方法训练智能体，以学习应对极端工况下的最优控制策略。案例分析集中于复杂分离过程（如精馏塔的侧线抽取控制）的先进控制实现。第三部分：系统优化与运营智能过程的优化不仅仅是控制回路的改进，更是涉及整个工厂范围的资源配置和决策支持。第七章：全流程优化与系统集成本章聚焦于如何将分散的单元操作模型整合成一个统一的全局优化问题。我们详细分析了大型流程网络的拓扑结构分析，以及如何应用分层优化策略（Hierarchical Optimization），在上层进行长期经济规划，下层进行实时调度与控制。讨论了如何在计算资源有限的工业环境中，高效求解大规模混合整数非线性规划（MINLP）问题。第八章：操作调度与生产计划在多产品、多批次生产环境中，优化生产调度是降低成本、提高周转率的关键。本章介绍了基于时间窗口的混合整数线性规划（MILP）模型在排产中的应用。重点讨论了如何将反应器批次间的清洗时间、设备维护周期等不确定性因素纳入调度模型，并通过滚动时域（Rolling Horizon）方法实现动态调整。第九章：过程的健康监测与故障诊断为了保障系统的长期可靠运行，本章介绍了基于观测器和统计过程控制（SPC）的故障诊断方法。探讨了如何利用残差分析、主成分分析（PCA）和独立成分分析（ICA）等多元统计工具，从传感器数据中提取异常信号，实现早期故障预警和故障源定位，从而有效减少非计划停机时间。总结与展望本书的宗旨在于为流程工程师提供一套现代化的工具箱，使他们能够超越传统的经验主义，利用严谨的数学和计算方法，实现流程工业的可持续、高效和智能化运行。通过对建模、控制和优化这三个维度的深入探讨与整合，读者将能够设计和实现更具适应性和前瞻性的工业自动化解决方案。未来的挑战在于如何将这些复杂模型和优化算法，以高效、鲁棒的方式部署到边缘计算和实时系统中，实现真正的“工业4.0”愿景。 --- 关键词：流程建模, 非线性控制, 模型预测控制 (MPC), 强化学习, 混合整数规划 (MINLP), 过程监测, 工业自动化, 过程系统工程 (PSE)。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构非常注重流程的连续性。从基础的物料平衡和能量守恒方程出发，逐步过渡到先进的预测控制（MPC）在连铸过程中的应用，整个阅读路径设计得非常自然流畅。我对其中关于缺陷预测和质量在线反馈的部分印象深刻。作者没有仅仅停留在宏观的温度控制，而是深入到了微观的晶粒结构和相变过程如何通过过程参数（如冷却速率）进行间接控制。这需要对材料冶金有深入的理解，并且能够用偏微分方程来准确描述这些微观现象。书中对数据驱动模型和物理模型结合（Grey-Box Modeling）的探讨，为我目前正在进行的一个项目提供了全新的思路方向。它展示了如何利用历史数据来修正和校准那些难以精确建模的化学反应动力学，这种跨学科的融合是这本书最引人注目的特点之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅仅在于它所提供的理论框架，更在于它对“工业化”这一概念的深刻理解。许多学术著作在讨论优化时，往往忽略了工业现场的实时性要求和设备的固有滞后性。然而，这本书在设计每一个控制策略时，都清晰地标明了其计算复杂度和响应时间。我欣赏它在处理非连续性操作（如批次反应釜的进料与出料切换）时的严谨态度，并提出了专门的切换控制策略。此外，书中对安全裕度和环境影响的考量也得到了充分体现，这在现代制造业中是不可或缺的一环。总而言之，这是一部将尖端数学工具与钢铁和有色金属工业的严酷现实完美结合的百科全书，它不仅提升了读者的理论水平，更教会了我们如何在充满不确定性的工业环境中进行稳健的决策与操作。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书的数学密度相当高，对于初涉此领域的读者来说可能需要一些耐心和背景知识。然而，一旦你跨过了最初的门槛，它所展现出的知识体系的完整性和逻辑的严密性将让你受益匪浅。特别是关于优化算法在解决多目标冲突时的应用部分，比如如何在保证产品强度和降低生产成本之间找到帕累托前沿，作者采用了非常精妙的层次化方法。它没有简单地堆砌算法名称，而是通过具体的炉内传热和质量扩散案例来展示每种方法的适用边界和局限性。我特别喜欢作者在讨论模型简化策略时所采取的批判性视角，承认理想模型在现实中的局限性，并引导读者思考如何通过增加传感器数据来弥补模型不足。这使得全书的论述充满了辩证的智慧，而非教条式的指导。它更像是一位经验丰富的首席工程师在手把手地指导你如何构建一个可靠、健壮的生产控制系统。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当长的时间来消化这本书中关于有色金属部分的内容，它以一种非常系统化的方式梳理了从矿石冶炼到金属精炼的整个复杂流程。最让我眼前一亮的是它对材料科学与过程控制的有机结合。不同于市面上许多专注于单一领域的教材，这本书巧妙地将热力学、动力学模型与实时反馈机制联系起来。例如，在铝合金的电解过程中，书中对电压波动和电流效率的优化模型构建，其细致程度超出了我的预期。它并非只是提供一个公式，而是详细解释了模型假设、参数辨识的难度以及如何应对现实中电极损耗带来的非平稳性。这种对工程现实的深刻洞察，使得书中的优化算法不仅在理论上完美，在实际操作中也具有高度的可行性。阅读过程中，我能感受到作者对如何降低能耗、减少副产品生成有着强烈的责任感，这种务实精神贯穿始终，让阅读体验非常充实和受用。

评分☆☆☆☆☆

这本关于冶金工业中建模、控制与优化的著作，给我留下了极其深刻的印象。它的深度和广度令人惊叹，尤其是在对传统与现代冶金工艺的交叉点进行探讨时，展现出了极高的学术水准。作者显然对整个金属生产链条有着透彻的理解，从原料准备到最终产品的质量控制，每一个环节的数学描述和优化策略都论述得条分缕析。我尤其欣赏书中对于复杂非线性系统的处理方式，它没有止步于理论推导，而是紧密结合实际工程中的扰动和约束条件，提供了切实可行的解决方案。阅读过程中，我感觉自己仿佛站在一个高科技的控制室里，实时监控着炉温、成分和流动性，而书中的每一个章节都是解锁更高效生产模式的关键。这种将前沿控制理论（如自适应控制、鲁棒控制）无缝植入到高能耗、高风险的冶铁和炼钢流程中的能力，确实是这本书的巨大亮点。对于任何希望深入理解现代冶金过程的工程师或研究人员来说，这本书无疑是极佳的参考资料，它不仅仅是关于“如何做”，更是关于“为什么应该这样做”的深度剖析。

评分☆☆☆☆☆