简介 工业过程辨识与控制是自动化专业本科生和控制科学与工程学科研究生重要的专业课，本书针对工业过程系统在辨识与控制方面对现有控制理论和方法提出的要求，重点介绍国内外近年来的进展。本书将控制理论中辨识、控制、优化的方法与过程系统的特点有机结合，着重讲述如何利用控制理论的方法分析设计实际工业过程系统的问题，共有12章，大体分为三部分。第一部分为第1~4章，主要介绍过程控制系统的动态特性和系统结构，包括PID控制器的结构形式、控制系统分析的主要方法、过程控制系统动态特性以及串联、前馈等基本的过程系统结构。第二部分为第5~9章，主要从过程控制系统实际应用的角度，分别讲述单变量系统和多变量系统通过能够被工业现场操作容许的继电反馈和阶跃测试进行系统辨识的方法。第三部分为第10~12章，主要分析了对于多变量控制系统进行输入/输出配对分析、耦合性分析及分散控制器设计的方法与系统稳定性的分析。本书适合高等院校控制科学与工程、计算机控制、系统工程和信息工程等专业的教师、研究生和高年级本科生，亦可供有关科技人员参考。 目录目录 1过程控制的基本概念 11工业过程控制系统 12PID 控制 121比例作用 122积分作用 123微分作用 124闭环系统的稳定性 13控制器设计的时域方法 14控制器设计的频域方法 141基于频域响应稳态增益的控制器设计 142采用频域响应判据设计控制器 2高级过程控制 21高级过程控制系统结构 211直接合成 212内模控制近似模型调整规律 22过程控制系统的积分饱和现象和抗饱和方案 221输入受限 222反馈补偿 223可实现参考值 224条件积分 23先进PID控制器参数调整 231图表法 232两点法 233面积法 24继电器反馈 3复杂动态系统的控制器设计 31复杂过程动态特性 32时间延迟系统的控制 321常规反馈控制器设计 322Smith预估器 323改进的Smith预估器 33负响应系统 331负响应系统的控制 332负响应补偿 34开环不稳定系统 341控制系统设计的难点 342两步法设计 4复杂控制系统 41基本概念 42串级控制系统 421串级控制的基本原理 422串级控制器参数调整 423串级控制系统的防积分饱和 43前馈控制 431前馈控制器的设计 432实际中需要注意的事项 433反馈/前馈控制 44比值控制 45单个输入控制多个输出 46多个输入控制单个输出 47推断控制 471反馈控制方法 472串级控制 473基于估计器的控制 474推断控制 5工业过程系统的经验建模与辨识 51基础概念 511过程辨识的基本定义 512经验建模的原则 52最小二乘法 521线性方法 522线性化模型 523加权最小二乘法 524递推最小二乘法 525指数型遗忘最小二乘法 53傅里叶理论 531傅里叶变换 532傅里叶变换的性质 533离散傅里叶变换（DFT） 534快速傅里叶变换（FFT） 54描述函数 541基本概念 542描述函数估计 543典型的非线性环节 544极限环 6基于阶跃响应的参数辨识 61阶跃响应辨识的基本概念 62开环阶跃测试的典型方法 621LOG方法 622两点法 623面积法 63用于开环回路测试的最小二乘法 64经典的闭环回路阶跃测试 65系统在PID控制下的最小二乘法 651问题描述 652递归求解 653传递函数模型辨识 654应用和仿真实例 7基于继电测试的参数辨识 71继电反馈的基本原理 711产生稳定的振荡 712估计传递函数 713傅里叶变换法 72改进的继电反馈测试 721不对称的开关反馈 722带磁滞的开关 723带滞后的磁滞的实现 724不对称磁滞开关 73非传统的继电反馈方法 731带积分的开关反馈 732双开关测试 733开关加阶跃 8基于脉冲响应的参数辨识 81脉冲响应辨识 811基本原理 812一般理论 813简单模型形式的辨识 814从实验数据中获得矩 815从其他响应中得到脉冲响应数据 82基于脉冲响应的频率辨识 821频率响应 822频谱 83用于自调节过程的辨识 84仿真实例 9多变量过程系统的参数辨识 91多变量系统辨识的基础概念 92TITO过程闭环阶跃测试 921分散辨识 922时域辨识 923频域辨识 93一般MIMO过程的辨识 931测试过程和一般公式 932解耦辨识系统 94不对称双边脉冲辨识 95仿真举例 10多变量系统控制基础知识 101基本概念 1011输入/输出配对 1012相互关联 1013操作窗口 1014能控性与能观测性 102多变量过程模型 1021状态空间模型形式 1022传递函数模型形式 1023两种模型之间的关系 103开环分析 1031解析解 1032稳定性 1033开环传递函数分析 1034奇异性奇异值 1035动态分析 104闭环动态分析 1041多变量方框图 1042闭环传递函数 1043闭环暂态响应 1044闭环稳定性 11多变量系统的耦合性分析 111预备知识 1111控制回路耦合性的测度 1112基于耦合分析的回路配对 112相对增益序列（RGA） 1121RGA的性质 1122由第一原理计算RGA 1123计算RGA的矩阵方法 113利用RGA进行回路配对 1131RGA 元素的说明 1132基本配对规则 114附加规则 1141Niederlinski定理 1142Niederlinski配对规则 1143Jacobi特征值判据 1144回路配对规则的应用 115其他系统的配对 1151非线性系统的回路配对 1152带积分环节的系统回路配对 1153非方系统的回路配对 1154时间解耦 1155无过程模型的回路配对 116相对干扰增益 12MIMO过程分散控制 121预备知识 1211一般概念 1212两入两出系统 122经典的多回路控制器设计 1221采用试凑误差法设计多回路控制器 1222采用最优化方法设计多回路控制器 1223采用RGA失调因子法设计多回路控制器 123基于回路分解的控制器设计 1231结构分解 1232增益裕度和相角裕度设计 1233仿真实例 124基于Nyquist稳定性判据设计 1241分散控制系统稳定性分析 1242分散系统的稳定域 1243仿真实例 参考文献
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