过程系统分析与综合 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:大连理工大学出版社

作者:姚平经编

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:2004-2

价格:24.00元

装帧:平装

isbn号码:9787561106037

丛书系列:

图书标签:

• 过程系统
• 过程工程
• 系统分析
• 系统综合
• 化工过程
• 自动化控制
• 建模与仿真
• 优化设计
• 工业应用
• 流程工业

《流变之境：化学工程中的动态模拟与优化》 本书是一部深入探讨化学工程核心问题的力作，聚焦于如何利用先进的模拟和优化技术，对复杂多变的化学过程进行精准的分析与高效的综合。在日新月异的工业生产环境中，理解和控制过程的动态行为，实现资源的 tối ưu hóa 利用，以及保障安全可靠的运行，已成为行业面临的严峻挑战。本书正是在这样的背景下应运而生，旨在为化学工程师、过程控制专家以及相关领域的研究者提供一套系统、前沿的理论框架和实践工具。 核心内容概览： 第一部分：过程建模与仿真基础 本部分奠定了本书的理论基础，详细阐述了构建准确过程模型的重要性及其方法。我们将从基础的质量守恒、能量守恒、动量守恒等基本原理出发，逐步引入不同层次的模型描述，包括： 稳态模型： 适用于描述过程在稳定运行状态下的特性，为初步设计和操作优化提供依据。我们将探讨如何根据物料衡算、能量衡算等建立代数方程组，并介绍常用的求解方法。 动态模型： 重点关注过程随时间变化的特性，这是理解和控制过程瞬态行为的关键。本书将详细介绍如何基于微分方程描述物质和能量在设备内的传递以及反应动力学，涵盖传质、传热、反应器动力学等核心内容。我们将深入探讨偏微分方程模型（PDE）和常微分方程模型（ODE）的建立与求解，并介绍一些常用的数值模拟技术，如有限差分法、有限元法等。 模型验证与辨识： 强调模型准确性的重要性。我们将介绍如何利用实验数据对模型进行验证，以及如何通过系统辨识技术，从实测数据中提取模型参数，使模型更贴近实际过程。 第二部分：过程动态分析 在建立了可靠的模型之后，本部分将引导读者深入理解过程的动态行为。我们将从多个维度进行分析，以揭示过程的内在特性： 线性化与稳定性分析： 介绍如何对非线性动态模型进行线性化，以便利用线性系统理论进行稳定性分析。我们将深入探讨特征值、根轨迹、Nyquist图、Bode图等经典工具，帮助读者理解系统在不同扰动下的响应特性。 瞬态响应分析： 详细研究过程在阶跃扰动、脉冲扰动等典型输入作用下的动态响应。我们将分析系统的延迟、惯性、振荡等特征，为控制器设计和操作参数调整提供指导。 模型降阶技术： 针对大型复杂模型，介绍如何利用各种模型降阶技术，如Hankel奇异值分解（HSVD）、模态截断法等，在保持主要动态特性的前提下，降低模型的复杂度，从而提高仿真效率和控制器的设计可行性。 灵敏度分析： 探讨模型参数变化对过程动态响应的影响，帮助识别对过程稳定性或性能影响最大的关键参数。 第三部分：过程控制策略 本部分将重点关注如何基于过程的动态特性，设计和实施有效的控制策略，以实现过程的稳定运行和性能优化： 经典控制理论： 回顾比例-积分-微分（PID）控制器及其各种改进算法（如增量式PID、抗积分饱和等）。我们将详细介绍PID控制器参数整定方法，包括Ziegler-Nichols法、临界比例度法、优化整定法等，并结合实例分析其在不同过程中的应用。 先进控制技术： 深入探讨更复杂的控制策略，如： 模型预测控制（MPC）： 详细介绍MPC的原理、结构和实现方法，包括滚动优化、预测模型、约束处理等。我们将分析MPC在处理多变量耦合系统、具有约束条件的过程中的优势。 状态空间控制： 讲解线性二次调节器（LQR）、状态反馈与观测器设计等。 模糊逻辑控制与神经网络控制： 介绍如何利用模糊逻辑和神经网络等人工智能技术，处理难以建模或非线性特性强的过程。 多变量控制： 针对流程工业中普遍存在的复杂多变量耦合系统，介绍相对简单化的解耦策略（如对角占优法、逆系统法）以及更先进的解耦控制技术。 第四部分：过程综合与优化 本部分将视角从单个过程单元提升到整个化工流程，探讨如何对流程进行整体设计和优化： 流程模拟与设计： 介绍如何利用流程模拟软件（如Aspen Plus, HYSYS等）进行流程的物料衡算、能量衡算、设备选型和性能评估。我们将重点关注如何将动态模拟的结果融入到流程设计中，以考虑操作的灵活性和稳定性。 优化技术： 参数优化： 介绍如何利用数学规划方法（如线性规划、非线性规划）对过程操作参数进行优化，以最大化收益、最小化成本或能耗。 流程结构优化： 探讨如何对流程的整体结构进行优化，例如通过设备集成、换热网络设计等，以实现整体的能效提升和经济性改善。 动态优化： 结合动态模型，介绍如何对过程的动态操作轨迹进行优化，例如在启动、停车、负荷变化等过程中实现最优的过渡。 综合应用案例： 通过多个典型化工过程（如精馏塔、反应器系统、换热网络等）的综合分析与优化案例，展示本书所介绍的建模、仿真、控制与优化技术的实际应用。 本书特色： 理论与实践并重： 既有扎实的理论基础，又结合了大量的工程实例，帮助读者理解抽象概念在实际工程中的应用。 体系化与前沿性： 涵盖了从基础建模到先进控制和流程优化的完整链条，并引入了最新的研究进展和技术。 深入的原理阐述： 对每一个概念和方法都进行了深入的原理性讲解，而非简单的技术罗列。 清晰的逻辑结构： 各部分之间相互关联，层层递进，形成一个有机的整体。 《流变之境：化学工程中的动态模拟与优化》将成为化学工程领域一本不可或缺的参考书，无论您是经验丰富的工程师，还是初入该领域的学生，都能从中获益，掌握驾驭复杂化学过程的核心能力，为推动化工行业的技术进步和可持续发展贡献力量。

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说实话，我原本以为这种专业书籍会枯燥乏味到令人发指，但这本书的叙事节奏和结构设计，完全超出了我的预期。它不仅仅是罗列公式和定理，更像是在引导读者进行一场思维探险。我尤其欣赏其中对于“综合”部分的论述，那不仅仅是将各个单元操作简单地堆砌起来，而是展现了如何将多个独立的分析结果，融合成一个高效、鲁棒的整体系统。书中的案例分析非常贴合当前工业界的痛点，每一个例子都让我忍不住停下来，对照自己工作中的场景去思考，是不是也能用书中的方法来优化一下。这种“带着问题去阅读”的体验，让学习过程变得异常高效。有些章节涉及到大型系统优化，内容复杂到需要反复研读，但作者总能在关键时刻用一个精妙的比喻或流程图来点醒你，让人豁然开朗。

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这是一部真正能改变你工作习惯的专业著作。它的章节安排逻辑性极强，从最基础的过程变量定义，一步步过渡到大规模集成系统的控制策略，过渡得浑然天成，毫无生硬之感。我特别喜欢作者在每一章末尾设置的“反思与展望”部分，这些思考题总是能精准地触及到当前工程领域尚未解决的难题，激发读者进一步研究的欲望。坦白说，这本书的阅读门槛不低，需要一定的数学和工程基础才能领会其精髓，但一旦你跨过这个门槛，你会发现它所揭示的规律是如此优美和普适。它不仅仅是关于“过程分析”，更是关于如何用系统论的视角去看待和重塑复杂工程现实的一部力作。

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这本《过程系统分析与综合》对我来说，简直就是一本打开了新世界大门的钥匙。我一直觉得，工业流程就像是一团乱麻，各种参数互相纠缠，哪里出问题了都摸不着头脑。读了这本书之后，我才明白，原来背后有一套严谨的分析框架在支撑着这一切。作者的讲解非常深入，不是那种浮于表面的介绍，而是真正深入到了数学模型和优化算法的层面。比如，书中对稳态分析和动态特性的阐述，让我对工厂的运行有了更直观的理解。我特别喜欢它对不同系统建模方法的对比，那种庖丁解牛般的解析，让我能根据实际需求，灵活选择最合适的分析工具。以前面对复杂的化工流程，总是感觉束手无策，现在至少能知道从哪里入手，如何一步步拆解问题。这本书的理论深度很高，但作者的叙述方式又很贴近实际应用，这种平衡把握得非常到位，读起来既有挑战性，又让人感到收获满满。

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这本书的价值，在于它提供了一种全新的、结构化的思考方式，远超出了单纯的工程技术层面。它让我从“解决眼前问题”的泥潭中抽身出来，开始关注系统的整体性能和长远发展。我发现，很多设计上的缺陷，其实源于前期分析阶段的不足。这本书详尽地介绍了如何利用先进的数值方法和启发式算法来探索解空间，这对于我目前负责的项目优化至关重要。阅读过程中，我多次暂停下来，不是因为不懂，而是因为被作者对细节的极致追求所折服。比如，它对不确定性处理的章节，清晰地展示了如何在信息不完全的情况下，做出最优决策，这在瞬息万变的生产环境中是多么宝贵的能力。它不是一本快速入门的手册，而是一部值得反复研习的工具箱。

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对我而言，这本书就像一本高阶的“思维健身指南”。它没有提供任何现成的“标准答案”，而是教会了我如何建立属于自己的分析模型。书中的语言风格严谨而不失温度，不像一些教科书那样冷冰冰地灌输知识点。作者在介绍复杂概念时，总是能巧妙地穿插一些历史背景或者设计哲学，这让整个阅读体验充满了人文色彩。我个人对其中关于模型简化和尺度效应的讨论情有独钟，这部分内容帮助我理解了为什么在实际工程中，理论模型总是需要进行必要的妥协和调整。看完后，我感觉自己处理复杂工程问题的信心倍增，因为我已经掌握了一套行之有效的、可以应对各种未知挑战的分析框架。

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