具体描述
《化工过程控制》以深入浅出的方式系统地阐述了工业过程控制的基本理论和近年来发展的新方法、新思路。全书共11章，第一部分包括第一、二、三章，为数学基础知识和过程信息获取和基本处理方法；第二部分包括第四、五、六、七、八章，为数学描述及工业系统分析，一是介绍工业过程的动态建模和仿真，二是结合传递函数模型和状态空间模型介绍控制理论的基本知识。其中第四、五、六章为基本教学内容，第七、八章讨论可控性、可观性和稳定性，并介绍一些新型过程信息处理方法，包括统计方法、模糊方法、神经网络、小波等。第三部分即过程控制，包括第九、十、十一章，其中第九章是单人一单出控制，主要结合奈氏定理介绍PID控制器的频率特性设计方法和常用的工业控制方案，第十章介绍多回路控制，第十一章为流程先进控制技术，介绍状态反馈、观测器、预测控制、自适应控制、模糊控制、智能控制等新型控制技术。
《化工过程控制》可作为化工工艺、生物工程、热工等工艺类专业和工业自动化专业高年级本科生和研究生教材，也可供从事相关工作的技术人员参考。
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这本书，嗯，说实话，我本来是对那个封面上的抽象化学结构图有点望而生畏的，总觉得里面全是那些让人头晕的数学公式和晦涩难懂的专业术语。我是一个刚毕业不久，被扔到生产一线的小工程师，平日里接触的更多是现场仪表的实际操作和快速排除突发故障。所以，我抱着“姑且一看，学点皮毛”的心态翻开了它。没想到的是，作者似乎深谙“授人以渔”的道理，并没有一上来就抛出复杂的拉普拉斯变换或者状态空间模型。相反，第一章非常接地气地从“为什么我们需要控制”这个最基本的问题入手，用了一个非常形象的例子——我们车间里那个总是在超温运行的反应釜——来阐述了反馈控制的必要性。然后，他对PID控制的讲解，简直可以说是“庖丁解牛”，把比例、积分、微分这三个参数的物理意义和对系统响应的影响掰开了揉碎了讲，配合着清晰的图示，我第一次真正理解了为什么调整‘I’参数会让系统响应变得慢而稳，而调高‘D’参数又会导致系统振荡。那种豁然开朗的感觉，远胜于我之前在学校里啃那些厚厚的基础教材。这本书的叙事节奏把握得非常好，不急不躁，仿佛一位经验丰富的老教授在慢悠悠地为你点拨迷津，让你在不知不觉中，就把那些原本觉得高高在上的理论知识，转化为了可以指导实际操作的工具。我甚至发现，很多我在现场凭直觉操作的调控手法，在这本书里都能找到严谨的理论支撑，这极大地增强了我对这份工作的信心。
评分说实话，我原本以为这是一本专注于纯粹的自动控制理论的教科书，但读到中间部分时，我惊奇地发现它渗透了大量的化工过程的特有属性。作者显然对化工单元操作有着深刻的理解。例如，在讨论非线性控制时，他没有仅仅停留在泰勒展开的线性化处理上，而是具体分析了精馏塔和换热器在不同操作点附近呈现出的强烈的动态特性差异。他甚至引用了气液平衡常数随温度变化的实际数据来佐证，为什么一个在常压下表现优良的线性控制器，在真空操作条件下就会变得极其不稳定。这种将控制理论的抽象概念与具体工艺现象紧密结合的写作手法，使得理论学习不再是枯燥的数学推导，而是变成了对生产过程“深度剖析”的工具。我个人觉得，这本书最成功的地方在于，它成功地构建了控制工程师和化工工艺工程师之间的沟通桥梁。读完关于反应动力学对控制影响的那几章，我回去和工艺员交流时，我们使用的语言和关注的重点都变得更加一致了，合作效率明显提高了。
评分这本书的视野并不仅限于传统的连续过程控制，它对批次过程控制（Batch Control）的讨论，让我这个主要负责连续装置的人也受益匪浅。批次控制的难点在于其动态轨迹是随时间变化的，传统稳态控制的思想在这里是行不通的。作者通过引入“轨迹跟踪”和“端点控制”的概念，清晰地阐述了如何将一个原本复杂的非线性批次过程，通过状态重构和模型基准追随（Model Reference Control）等方法，转化为一个相对可控的问题。我尤其欣赏他对“软测量”（Soft Sensing）技术在批次过程中的应用分析，考虑到在很多批次反应中，关键质量指标（如转化率或分子量分布）需要漫长的离线分析，作者详细比较了基于机理模型和基于机器学习的软测量方法的优劣势，并给出了在数据稀疏、模型不确定性大的场景下应如何权衡选择的实用建议。这部分内容让我对如何升级我们那些传统上依赖人工取样和等待分析结果的反应釜的自动化水平，有了一个全新的、更具可行性的技术蓝图。
评分这本书的排版和内容的组织结构，简直就像是为我们这种实战派量身定制的。我特别欣赏它在介绍先进控制策略时所采取的渐进式引入方式。比如，在讲到模型预测控制（MPC）之前，它用了相当大的篇幅来铺垫“系统辨识”的重要性。作者非常巧妙地将理论与工程实践中的“黑箱”与“灰箱”模型区分开来，并详细说明了如何从历史数据中提取出足够可靠的动态模型。我记得最清楚的是关于时间延迟处理的部分，过去我一直很头疼如何有效应对反应釜中那种长达几分钟的死区时间，这本书中对史密斯预估器（Smith Predictor）的介绍，不仅给出了详细的结构图，更重要的是，它深入剖析了预估器中时间延迟模型的准确性对整个前馈控制效果的决定性影响。这让我意识到，我们之前尝试使用预估控制却失败，很可能就是因为我们对延迟环节的估计过于粗糙。这本书没有停留在概念层面，而是提供了大量如何评估模型残差和不确定性的方法论，这对于我们这些需要为控制系统效果负责的工程师来说，无疑是至关重要的“内功心法”。它教会我的不是“怎么做”，而是“为什么这样做是科学的”。
评分我必须指出，这本书在对安全性和鲁棒性方面的探讨，达到了一个极高的专业水准，这在很多侧重于性能优化的控制书籍中是比较少见的。作者将“本质安全设计”融入到控制系统架构的讨论中，强调了安全仪表系统（SIS）与基本过程控制系统（BPCS）的层级隔离和独立性原则。在介绍高可靠性控制（如冗余架构）时，他不仅分析了热备用和三取二投票系统的成本效益比，还深入探讨了切换机制的平稳性问题——这在实际系统中，一次失败的切换带来的损失往往是灾难性的。更让我印象深刻的是，他专门开辟了一章来讨论“控制器的漂移与漂移容忍度”，这触及了长期运行中设备老化、传感器漂移等实际痛点。这本书的基调非常严谨，它时刻提醒读者：在化工领域，追求极致性能的代价可能是不可接受的安全风险。它教会我的不仅是如何让过程更“好”，更重要的是如何让过程更“稳妥”，这才是作为一名工程师的最终责任。
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