过程装备测控技术

1状态空间分析法1.1线性系统的状态空间表示1.1.1状态空间的基本概念1.1.2线性系统的状态空间表达式1.1.3状态空间表达式的建立1.2线性系统的状态解1.2.1线性定常连续系统齐次方程的解1.2.2线性定常连续系统的状态转移矩阵1.2.3线性定常连续系统非齐次状态方程的解1.3系统的能控性和能观性1.3.1线性连续系统的能控性1.3.2线性连续系统的能观性1.3.3能控及能观标准型1.4线性系统状态空间的结构分解1.4.1按能控性分解1.4.2按能观性分解1.5传递函数的状态空间实现1.6线性系统的稳定性1.6.1平衡状态1.6.2李雅普诺夫稳定性定义1.6.3李亚普诺夫第一法1.6.4李亚普诺夫第二法1.7基于状态空间分析法的控制系统设计1.7.1两类反馈结构对系统能控性、能观性的影响1.7.2两类反馈系统的极点配置1.7.3状态观测器1.7.4带状态观测器的状态反馈系统设计参考文献2过程系统的非线性控制2.1非线性系统的能控性与能观性2.1.1能控性2.1.2能观性2.2非线性系统的局部能控性能观性分解2.2.1非线性系统能控性分解2.2.2非线性系统的能观性分解2.3基于坐标变换的非线性系统部分线性化2.4非线性系统状态反馈的精确线性化2.5非线性系统的全维状态观测器2.6非线性广义过程的定值控制与随动控制2.6.1非线性定值控制2.6.2非线性随动控制参考文献3自适应控制3.1线性自适应控制系统3.1.1参数最优化设计方法3.1.2Lyapunov稳定性设计方法3.2非线性自适应控制3.2.1自适应定值控制3.2.2自适应随动控制参考文献4线性与非线性鲁棒控制4.1鲁棒控制的数学基础4.1.1距离空间4.1.2线性赋范空间4.1.3Banach空间4.1.4Hilbert空间4.1.5常用时域函数空间及其范数4.1.6常用频域函数空间及其范数4.1.7系统及其范数4.2系统不确定性描述与H∞控制标准问题4.2.1系统的不确定性描述4.2.2互质分解4.2.3线性分式变换4.2.4系统的稳定性及控制器的参数化设计4.2.5H∞控制的标准化4.2.6H∞标准化控制问题的稳定分析4.2.7广义被控过程的可稳定性4.2.8H∞标准问题与模型匹配问题4.3标准H∞控制问题的Riccati方程解法4.3.1Riccati方程与H∞范数4.3.2Lyapunov方程及Riccati不等式4.3.3有理函数矩阵的内外分解4.4H∞状态反馈控制4.4.1状态可测，干扰不可测情况4.4.2状态和干扰都可测情况4.5H∞输出反馈控制4.5.1H∞输出反馈简化情况4.5.2H∞输出反馈的一般情况4.6非线性鲁棒控制4.6.1耗散系统与能量存储函数4.6.2非线性状态反馈鲁棒控制4.6.3非线性输出反馈鲁棒控制参考文献5控制理论应用实例5.1微细通道相变传热系统状态反馈精确线性化控制5.1.1微槽中流动汽泡的动力学模型5.1.2动力模型的Lie代数结构5.1.3状态反馈精确线性化控制的构建5.2基于状态观测器的连续搅拌反应釜非线性温度控制5.2.1数学模型的建立5.2.2降阶观察器5.2.3输入.输出反馈线性控制器的设计5.2.4输出反馈反推控制器设计5.2.5仿真5.2.6结论5.3基于非线性模型的二元蒸馏塔控制5.3.1精馏塔降阶模型5.3.2控制算法的建立5.3.3精馏塔模型5.3.4状态估计5.3.5控制器参数整定5.3.6结果分析5.4模拟五效蒸发器模型的非线性控制研究5.4.1MIMO GLC结构简介5.4.2五效蒸发器的MIMO GLC5.4.3蒸发模型的非线性控制5.4.4蒸发器模型的闭环仿真5.4.5结论5.5家畜建筑物温湿度非线性控制5.5.1非线性控制基础5.5.2家畜建筑物内湿热控制的数学模型5.5.3温湿度调节非线性鲁棒控制器设计5.5.4模拟研究5.6不可压缩流体的非线性控制5.6.1二维Navier.Stokes方程空间分解5.6.2非线性模型降阶5.6.3非线性控制5.6.4Burgers方程的非线性有限维控制5.6.5二维槽道非线性有限维控制5.7轴向压缩系统喘振的非线性控制5.7.1喘振模型5.7.2基于模型的观测器设计5.7.3输入输出反馈线性化输入的推导5.7.4系统喘振控制器和观测器验证方法5.7.5闭环系统性能评价5.7.6结论附录喘振模型方程参考文献

　　本书对过程装备与控制工程专业领域的现代控制原理进行了较为详细的阐述，各章节自成体系。介绍了过程控制线性系统的状态空间分析法、能控性和能观性、状态空间的结构分解、基于状态空间分析法的控制系统设计。并在此基础上介绍了非线性系统的能控性能观性及其结构分解、基于坐标变换的非线性系统部分线性化、非线性系统状态反馈精确线性化、非线性定值控制与随动控制等，同时介绍了线性自适应控制、非线性自适应控制，并对系统的不确定性描述及H∞控制的标准问题、互质分解、线性分式变换、H∞控制的稳定分析、H∞控制标准问题的Riccati方程解法、H∞状态反馈控制、H∞输出反馈控制、耗散性及能量存储函数、非线性状态反馈鲁棒控制、非线性输出反馈鲁棒控制等进行了较为详细的阐述。　　本书可作为高等院校过程装备与控制工程、工业自动化等相关专业的研究生教材,也可供相关工程技术人员参考。