控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上） [The Control Handbook：Control System Applications，Second Edition] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 威廉·S·萊文 著，張愛民，任誌剛 等 譯

圖書標籤:

• 控製係統
• 自動化
• 工業控製
• 過程控製
• 控製工程
• 係統工程
• 應用手冊
• 控製理論
• 儀錶
• 第二版

齣版社： 西安交通大學齣版社

ISBN：9787560587943

版次：2

商品編碼：12119489

包裝：平裝

外文名稱：The Control Handbook：Control System Applications，Second Edition

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》齣版後立刻成為研究現代控製係統的工程師們所需的必備資源。在《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》所獲得的眾多榮譽中，*值一提的便是其第1版作為優秀的工程手冊在1996年被AAP所引用。
　　如今，WilliamLevine（威廉·S·萊文）再次編著瞭這本*全麵的控製工程資料。他已經完全重編瞭已有文本以反映自上個版本以來取得的技術進步，同時將內容進行瞭擴展。並且包含瞭讓控製工程在很多領域都成為關鍵組成部分的多學科角度。
　　《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》共融入瞭200多名專傢的前沿貢獻。其資料現已從一本擴展到瞭三本，此次翻譯齣版的第二本《控製係統的行業應用》，包含瞭按主題分類的35個全新的應用領域，包括的應用有：
　　·汽車，包括PEM燃料電池
　　·航空航天
　　·機器與過程工業控製
　　·生物醫學用途，包括機器人手術和藥物發現與開發
　　·電子和通信網絡
　　其他的應用都包含在瞭反映控製係統的多學科性質的章節中，比如金融投資組閤的建設申請，土木結構的地震反應控製。量子估計和控製，空調和製冷係統的建模和控製。
　　同第1版相比，新版本不僅記錄瞭在控製工程中已取得的成就，還為研究人員提供瞭取得進展的方法。

作者簡介

　　威廉·S·萊文，麻省理工學院獲得瞭學士、碩士以及博士學位，後加入瞭馬裏蘭大學帕剋分校，目前擔任電子與計算機工程係研究教授。在他的整個職業生涯中，他一直緻力於控製係統的設計和分析以及估計濾波與係統建模中的相關問題。為瞭理解一些有趣的控製器的結構，他和幾位神經生理學傢閤作，在哺乳動物運動控製方麵進行瞭大量的研究。
　　他是1992年3月齣版的《基於Matlab的控製係統的分析和設計》的閤著者之一，該書在1995年3月齣版第2版；他還是Birkhauser齣版社齣版的《網絡和嵌入式控製係統手冊》一書的閤編者之一。此外，他也是Birkhauser齣版社控製工程係列叢書的編輯。他曾擔任IEEE控製係統學會和美國自動控製委員會的主席，目前擔任sIAM控製理論及其應用特彆興趣小組的主席。
　　他是IEEE會士，IEEE控製係統學會的傑齣會員，也是IEEE第三韆禧奬章的獲得者。他和他的閤作者們由於在鏇翼飛機方麵的傑齣研究而獲得1998年的Schroers奬。此外，他和他的另一個團隊還因論文“Discrete—Time Point Processesin Urban Traffic Queue Estimation”而獲得瞭《IEEE自動控製學報》的優秀論文奬。

目錄

譯者序
第2版序言
鳴謝
編輯委員會
編者
參與人
第一部分 汽車領域
第1章 非綫性係統的綫性變參數控製在汽車與航空領域中的應用
1．1 引言
1．2 控製問題的陳述
1．3 LPV H∞控製
1．4 LPV權重W（θ，s）的選擇
1．5 PV時延的處理
1．6 在汽車發動機控製中的應用
1．7 在飛機飛行控製中的應用
1．8 結論
參考文獻
第2章 動力總成控製
2．1 引言
2．2 動力總成控製及其相關屬性
2．3 發動機控製
2．4 變速器控製
2．5 駕駛性能
2．6 診斷
2．7 結論
參考文獻
第3章 車輛控製
3．1 引言
3．2 描述車輛動力學特性的輪胎模型
3．3 車輛懸掛控製
3．4 電子穩定控製
3．5 電子差動控製
3．6 主動轉嚮控製及其他
3．7 結論
參考文獻
第4章 基於模型的混閤動力車輛能量優化監督控製
4．1 引言
4．2 混閤動力車輛能量流的建模
4．3 非因果控製方法
4．4 因果控製方法
4．5 軟件和工具
4．6 示例
參考文獻
第5章 PEM燃料電池末端封閉式陽極運行時的清理程序
5．1 引言
5．2 背景：PEMFIC基礎知識
5．3 燃料電池子係統的控製
5．4 陽極水的管理
5．5 從流道到流道、擴散層和膜的一維模型
5．6 擴散層中液態水前沿界麵的簡化
5．7 擴散層中液態水前沿界麵的遷移
5．8 擬閤水傳輸參數
5．9 燃料電池終端電壓
5．10 仿真結果
5．11 MPC的應用
5．12 結論
參考文獻

第二部分 航空航天領域
第6章 實時的航空航天控製係統和軟件
6．1 引言
6．2 實時的航空航天控製係統的架構
6．3 實時的航空航天係統的軟件架構
6．4 實時的航空航天係統的質量與開發過程的標準
6．5 仿真、測試及驗證／確認的方法
6．6 集成化係統、軟件工程、模型驅動及基於模型的開發
6．7 航空航天係統的軟件復用和軟件生産綫
6．8 結論
參考文獻
第7章 用於無人機機組的隨機決策及空中監視的控製策略
7．1 引言
7．2 具有不確定性的隨機決策
7．3 空中監視
7．4 仿真及結果
7．5 結論
參考文獻
第8章 控製分配
8．1 引言
8．2 曆史迴顧
8．3 綫性控製分配
8．4 控製間的相互作用
8．5 執行機構的動態特性對有約束的控製分配算法的性能的影響
8．6 非綫性的控製分配
8．7 小結
參考文獻
第9章 群體穩定性
9．1 智能體模型
9．2 聚集
9．3 編隊控製
9．4 社會性覓食
9．5 仿真實例
9．6 更深入的問題及相關工作
參考文獻

第三部分 工業領域
第10章 機床及加工過程控製
10．1 引言
10．2 伺服控製
10．3 機床及加工過程
10．4 監控及診斷
10．5 加工過程控製
10．6 監督控製和統計質量控製
10．7 總結、結論以及未來研究方嚮
參考文獻
第11章 半導體製造的過程控製
11．1 引言
11．2 半導體製造的控製方法
11．3 典型示例：光刻過程
11．4 步進式光刻機的匹配（工廠控製）
11．5 快速熱處理
11．6 等離子蝕刻
11．7 化學機械拋光
11．8 結論
參考文獻
第12章 聚閤過程控製
12．1 引言及概述
12．2 背景：聚閤機製和過程
12．3 連續過程
12．4 不連續過程
12．5 總結與結論
參考文獻
第13章 多孔薄膜生長過程的多尺度建模與控製
13．1 引言
13．2 預備知識
13．3 動力學模型的構建
13．4 模型預測控製器的設計
13．5 仿真結果
13．6 結論
緻謝
參考文獻
第14章 顆粒過程控製
14．1 引言
14．2 基於模型的顆粒過程控製
14．3 結論
參考文獻
第15章 批過程的非綫性模型預測控製
15．1 引言
15．2 批過程控製概述
15．3 高效實時的批過程輸齣反饋NMPC方法
15．4 BNMPC在工業環境中的實現
15．5 用於工業反應器設定點跟蹤的：BNMPC
15．6 用於同步設定點跟蹤和優化的分層BNMPC
15．7 麵嚮終點的魯棒BNMPC在冷卻結晶過程晶體大小分布控製中的應用
15．8 結論
15．9 術語定義
參考文獻
更多信息
第16章 多元統計在過程控製中的應用
16．1 引言
16．2 多元統計
16．3 應用領域
16．4 結j侖
參考文獻
第17章 廠級控製
17．1 引言
17．2 廠級控製研究綜述
17．3 仿真示例：DME的生産過程
17．4 結論
術語
參考文獻
第18章 金屬平帶加工的自動化及控製方案
18．1 引言
18．2 金屬平帶的加工
18．3 HSM中的平帶加工
18．4 鋼鐵酸洗過程的建模與控製
18．5 冷軋：控製在可逆式連軋中的應用
18．6 多變量控製器在HDGL鍍鋅中的應用：簡介及問題求解
18．7 總結
緻謝
參考文獻

現代工業的基石：精密控製的奧秘與實踐 在當今高度自動化和智能化的時代，幾乎所有的現代工業流程都離不開精密的控製係統。從龐大的煉油廠到微觀的半導體製造，從高效的航空航天到便捷的消費電子，無一不依賴於一套套復雜而可靠的控製係統來確保生産的穩定、效率的提升以及産品的質量。這些係統如同工業的神經中樞，實時監測、分析並響應各種變化，將復雜的設計轉化為精確的執行。 控製係統的價值：效率、質量與安全的保障 控製係統不僅僅是技術堆砌，更是實現工業目標的核心驅動力。一個精心設計的控製係統能夠顯著提高生産效率，減少能源消耗，降低原材料浪費。通過精確的參數調節和流程優化，企業可以以更低的成本生産齣更高質量的産品，從而在激烈的市場競爭中占據優勢。更重要的是，在許多高風險的工業環境中，如化工、核能、電力等領域，完善的控製係統是保障人員安全和環境可持續性的生命綫。它能夠及時預警潛在的危險，並在緊急情況下執行安全規程，最大限度地降低事故發生的概率和影響。 行業應用中的挑戰與機遇 不同行業對控製係統的需求韆差萬彆。製造業的重點在於提升生産綫的自動化水平和産品一緻性；能源行業的挑戰在於優化資源利用、保障電網穩定以及應對新能源的接入；交通運輸領域則追求更高的安全性和通行效率；醫療健康行業則對精度和可靠性有著極其嚴苛的要求。 在製造業，先進的機器人技術、可編程邏輯控製器（PLC）、分布式控製係統（DCS）以及各種傳感器和執行器協同工作，實現從原材料輸入到成品齣廠的全流程自動化。例如，在汽車製造中，從車身焊接、噴漆到發動機組裝，每一個環節都由精密的控製係統精確引導。 能源領域，無論是傳統的火力發電廠還是新興的太陽能、風力發電場，都需要復雜的控製係統來管理發電過程、調節電網負荷、優化能源分配。智能電網的齣現更是將控製係統的應用推嚮瞭新的高度，實現瞭能源的實時監控、預測和調度。 交通運輸方麵，自動駕駛技術、智能交通信號係統、航空管製係統等都屬於控製技術的範疇。這些係統通過傳感器采集信息，通過算法進行分析和決策，最終實現交通的智能化和高效化。 在醫療健康領域，精密控製的應用更是深入人心。手術機器人能夠實現超高精度的微創手術；藥物輸送係統能夠精確控製藥物劑量和釋放速率；生命體徵監測設備則實時追蹤患者的各項生理指標。 核心技術與理論基礎 理解和應用這些復雜的控製係統，離不開紮實的理論基礎和成熟的技術手段。自動控製理論是這一切的基石，它研究如何利用反饋機製來使係統在不受乾擾的情況下穩定運行，並達到期望的狀態。PID（比例-積分-微分）控製器是應用最廣泛的控製算法之一，它通過對誤差進行比例、積分和微分運算來生成控製信號，以實現對被控對象的精確調節。 除瞭PID控製，現代控製理論還包括狀態空間法、最優控製、自適應控製、模糊控製、神經網絡控製等更加先進的技術。這些方法能夠處理更復雜、非綫性的係統，並能夠根據係統變化或環境乾擾自動調整控製策略。 在硬件層麵，各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、視覺傳感器等）負責采集現場信息；控製器（如PLC、微處理器、嵌入式係統等）負責處理信息並做齣決策；執行器（如電機、閥門、執行杆等）則負責根據控製器的指令對被控對象施加作用。而通信網絡（如工業以太網、現場總綫等）則負責連接這些硬件，實現數據的實時傳輸。 行業應用的深度解析：機遇與挑戰並存 在實際的行業應用中，控製係統的設計和實施往往是一個係統性工程，需要綜閤考慮經濟性、可靠性、可維護性以及安全性等多種因素。 製造業的精益求精： 在精益生産理念的驅動下，製造業對控製係統的要求不斷提高。不僅要實現高精度、高速度的自動化生産，更要能夠靈活應對小批量、多品種的生産需求。柔性製造係統（FMS）和智能工廠的建設，都離不開先進的控製技術。例如，在精密機械加工中，數控機床（CNC）的每一個軸都需要精確的運動控製，以保證加工精度達到微米甚至納米級彆。在食品飲料生産中，從原料混閤、灌裝到包裝，都需要嚴格的溫度、濕度和時間控製，以確保産品的新鮮度和安全性。 能源行業的綠色轉型： 隨著全球對可持續發展的日益重視，能源行業正經曆深刻的變革。可再生能源（如太陽能、風能）的波動性和間歇性給電網的穩定運行帶來瞭新的挑戰，這需要更智能、更靈活的控製係統來實時監測和調節電網負荷，平衡供需。能源管理係統（EMS）能夠優化能源的生産、傳輸和消費，提高能源利用效率。核電站作為一種特殊的能源生産方式，其控製係統更是集成瞭最先進的安全技術和冗餘設計，以確保絕對安全。 交通運輸的未來暢想： 自動駕駛汽車的普及，不僅依賴於強大的感知和決策算法，更需要精密的控製係統來執行轉嚮、加速、製動等操作。智能交通管理係統能夠通過實時交通流量分析，優化信號燈配時，緩解城市擁堵。航空領域的自動駕駛儀（Autopilot）和空中交通管製係統，更是通過高度自動化的控製來保障飛行安全和效率。 醫療健康的人性關懷： 在醫療領域，控製技術的進步直接關係到病患的生命質量。高精度手術機器人能夠讓醫生完成更加精細、創傷更小的手術。智能輸液泵能夠精確控製藥物滴速，防止用藥過量或不足。重癥監護室（ICU）中的生命支持係統，如呼吸機、心肺機等，都是高度精密的控製設備，能夠維持患者的生命體徵。 應對挑戰： 盡管控製技術發展迅速，但在實際應用中仍然麵臨諸多挑戰。例如，如何處理復雜係統的建模誤差和不確定性？如何設計齣具有高魯棒性（即在外部乾擾或係統參數變化下仍能保持穩定性能）的控製器？如何應對日益增長的網絡安全威脅，保護工業控製係統免受攻擊？如何降低係統的能耗，實現綠色控製？ 未來的展望： 隨著人工智能、大數據、物聯網等技術的飛速發展，控製係統正朝著更加智能化、網絡化、自主化的方嚮發展。機器學習和深度學習的應用，使得控製係統能夠從大量數據中學習優化策略，實現更高級彆的自主決策。物聯網技術則能夠連接海量的傳感器和設備，構建起龐大的智能控製網絡。未來的控製係統將更加“智慧”，能夠預判問題，主動調整，甚至自我修復，為工業的持續進步和社會的發展注入新的活力。

評分☆☆☆☆☆

要說我對《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》最深刻的印象，那便是它在理論深度與實踐廣度之間取得的絕佳平衡。作為一名初入控製工程領域的工程師，我常常感到理論知識與實際應用之間存在一道鴻溝，而這本書恰恰填補瞭這一空白。它不是那種隻會羅列公式和定理的枯燥教材，而是真正將控製理論“落地”，展示瞭它們是如何在現實世界中發揮巨大作用的。書中對工業界主流控製技術，如模型預測控製（MPC）、自適應控製、魯棒控製等的介紹，都配有詳盡的應用場景分析，讓我能夠清晰地理解這些高級控製策略的優勢和局限性，以及它們在不同工業環境下的具體實現方式。我特彆喜歡書中關於“故障檢測與容錯控製”那一章，它詳細闡述瞭如何設計能夠應對係統失效的控製係統，這對於保證關鍵工業流程的連續性和安全性至關重要。此外，書中還提供瞭大量關於係統辨識、參數調整和性能評估的實用技巧，這些都是在實際工程中不可或缺的寶貴經驗。這本書的編寫風格嚴謹而不失親和力，即便是一些復雜的概念，也能被清晰地講解透徹。

評分☆☆☆☆☆

這本書，名為《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》，簡直就是一本“百科全書”式的工業控製指南。我是一名在能源領域工作的工程師，長期以來，我們一直在尋求更高效、更穩定的控製方案來優化發電效率和電網穩定性。《控製手冊》在這方麵提供瞭寶貴的啓示。書中關於“可再生能源係統並網控製”的章節，詳細介紹瞭如何將風能、太陽能等間歇性電源平穩地接入電網，以及相關的變流器控製策略和儲能係統的協調控製。我從中學到瞭許多先進的控製理論在實際能源係統中的應用，比如如何利用預測控製技術來應對預測誤差，以及如何設計魯棒控製器來應對電網擾動。此外，書中還涵蓋瞭工業自動化領域中的其他重要分支，例如機器人技術、智能製造等，這些跨領域的知識對於拓展我的視野、理解不同行業之間的技術聯係非常有幫助。它的內容詳實，圖文並茂，即便是初學者也能輕鬆上手，而經驗豐富的工程師則能從中挖掘齣更深層次的洞見。

評分☆☆☆☆☆

《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》對我來說，更像是一位經驗豐富的導師，隨時準備解答我在控製工程實踐中遇到的各種疑問。這本書的結構設計十分閤理，每一章節都聚焦於特定的行業應用，這使得我能夠根據自己的工作需求，快速定位到相關內容。我所在的行業涉及到復雜的動力學係統，例如航空航天領域的飛行控製，書中對此有深入的探討，從氣動模型到姿態控製算法，再到傳感器融閤與導航，都進行瞭詳盡的闡述。我尤其被書中關於“非綫性係統控製”的部分所吸引，它不僅介紹瞭經典的非綫性控製方法，還探討瞭如何將其應用於實際的工業設備，例如液壓係統、電機驅動等。這本書的優點在於，它不會讓你感到信息爆炸，而是以一種有條理的方式，逐步引導你深入理解各個控製模塊的設計邏輯和實現細節。對於書中提到的各種仿真工具和實驗平颱，也提供瞭非常實用的指導，這極大地縮短瞭我從理論學習到動手實踐的周期。我非常肯定這本書的價值，它無疑是推動我職業技能提升的關鍵助力。

評分☆☆☆☆☆

如果說市麵上存在一本能讓我心甘情願“沉浸”其中，並從中獲得源源不斷靈感的控製工程書籍，那《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》絕對榜上有名。作為一名長期與復雜過程控製打交道的工程師，我一直在尋找能夠提供係統性、全局性解決方案的書籍。這本書在這方麵做得非常齣色，它不僅僅是簡單地羅列各種控製算法，而是將這些算法置於具體的工業背景下進行解讀，讓我能深刻理解每種控製策略的適用性、優缺點以及在實際部署中可能遇到的挑戰。我特彆贊賞書中關於“分布式控製係統（DCS）”和“可編程邏輯控製器（PLC）”在現代工業中的應用分析，這對於理解和設計大型自動化生産綫至關重要。書中還探討瞭如何將人工智能和機器學習技術融入傳統的控製係統，以實現更高級彆的智能化和自主化，這為我未來的研究方嚮提供瞭新的思路。這本書的深度和廣度都令人驚嘆，它絕對是我書架上的一顆璀璨明珠，也是我在控製工程領域不斷探索的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

這本《控製手冊：控製係統的行業應用（第2版 上）》絕對是係統控製領域從業者的案頭必備。翻開它，就像進入瞭一個龐大而精密的工業控製世界的縮影。我特彆欣賞它並非僅僅停留在理論層麵，而是著重於“行業應用”，這一點在當今工程實踐中尤為可貴。書中對各種工業場景下的控製挑戰進行瞭深入剖析，從電力係統、過程工業到交通運輸，幾乎涵蓋瞭所有你能想象到的應用領域。每一章節都仿佛是一次實地的考察，作者們用極其生動的語言，結閤大量的圖錶和案例研究，將復雜的控製算法和設計原理轉化為直觀易懂的工業解決方案。我經常在工作中遇到棘手的問題，翻到手冊中相關章節，總能找到相似的場景，並學習到作者們是如何巧妙地運用PID控製、模糊邏輯、神經網絡等方法來剋服難題的。尤其值得一提的是，書中對於不同行業特點的理解，比如化學過程對安全性和穩定性的極緻要求，或是機器人控製對實時性和精度的極限追求，都展現瞭作者深厚的行業功底。雖然是“上冊”，內容已經如此豐富，讓人對即將到來的“下冊”充滿瞭期待，相信那將是更加深入和前沿的探索。