《工业系统建模》求取 ⇩

引论1

0.1系统建模及其意义1

0.2建模的方法1

0.3数学模型的类型2

0.4数学模型的形式转换5

由连续时间模型转换为离散时间模型5

状态空间模型与输入输出模型的转换5

参数模型与非参数模型的转换6

上篇机理建模8

第一章机理建模的基础9

1.1物料平衡9

整体物料平衡方程9

组分物料平衡方程10

1.2能量平衡12

1.3其它平衡方程与平衡关系16

状态方程16

传递方程17

平衡关系17

反应动力学19

1.4非线性系统线性化20

系统偏差化20

非线性系统线性化22

1.5动态模型无因次化24

第二章化工过程建模的举例26

2.1传热系统的建模26

换热器26

冷凝器27

再沸器28

2.2管式原油加热炉的简化模型29

2.3闪蒸塔的建模31

2.4分离塔的动态建模33

2.5催化裂化装置反应—再生系统动态数学模型38

催化裂化装置反应—再生系统工艺过程38

提升管反应器的分布参数模型39

提升管反应器的集中参数模型45

两段再生器的动态模型48

第三章机理模型的简化与仿真55

3.1模态化分析方法55

模态化分析55

催化裂化装置反应—再生系统的降阶模型58

3.2多级过程分段集结建模方法62

二元精馏塔线性集总化模型62

多组分复杂精馏过程分段集结动态模型64

甲基叔丁基醚（MTBE）反应器分段集结模型68

3.3多项式正交配置建立简化动态模型71

正交配置法处理分布参数模型71

正交配置建立精馏过程简化动态模型73

3.4机理模型的仿真方法76

状态方程的仿真方法76

非线性机理模型的仿真方法78

3.5机理建模的发展趋势81

参考文献82

下篇系统辨识84

第四章随机过程基础88

4.1随机过程概念和定义88

4.2随机过程的统计描述88

4.3平稳随机过程与各态历经性90

平稳随机过程90

各态历经性（遍历性）91

4.4独立与不相关随机过程92

4.5平稳随机过程的相关函数93

自相关函数及其性质96

互相关函数及其性质95

由实验数据确定相关函数96

4.6平稳随机过程的频谱密度函数96

4.7白噪声过程97

白噪声过程97

白噪声序列98

表示定理98

第五章线性系统动态模型辨识的阶跃响应法与频率响应法99

5.1用非周期信号获得非参数模型100

脉冲响应100

频率响应101

5.2用非周期信号获得参数模型102

Küpfmüiler法102

线图法103

在半对数纸上作图的图解法105

利用拉氏变换的极限定理求系统传递函数108

5.3用周期信号获得非参数模型109

5.4用周期信号获得参数模型111

用一阶频率特性去逼近频率响应曲线111

用二阶频率特性去拟合频率响应曲线112

用具有纯滞后特性的模型进行拟合113

第六章线性系统脉冲响应辨识的相关分析法115

6.1 相关分析法原理115

6.2 用白噪声作输入信号辨识系统的脉冲响应函数116

6.3用伪随机信号辨识系统的脉冲响应函数117

基本原理117

最大长度二位式序列（M序列）的产生及其性质118

用M序列辨识系统脉冲响应函数的算式123

脉冲响应估计量的统计性质126

用M序列辨识系统脉冲响应的步骤128

用M序列辨识系统脉冲响应序列示例130

6.4 多变量系统辨识131

第七章线性稳态模型的辨识134

7.1 问题的提出134

7.2最小二乘参数估计方法135

最小二乘法135

最小二乘估计量的性质136

可线性化的模型参数的最小二乘估计138

7.3极大似然估计141

极大似然原理141

极大似然估计方法141

极大似然估计量的性质143

第八章线性动态模型的参数估计方法144

8.1最小二乘估计方法（LS）144

最小二乘问题的提法144

一次完成最小二乘法145

动态模型参数最小二乘估计量的性质146

多输入多输出模型参数的最小二乘估计147

参数最小二乘估计的递推算法148

数据饱和现象及实时参数估计方法150

最小二乘估计方法的缺陷153

8.2辅助变量法（IVA）154

一次完成算法154

递推算法155

8.3广义最小二乘法（GLS）156

广义最小二乘法（松驰算法）156

广义最小二乘递推算法157

8.4增广最小二乘法（ELS）160

8.5相关分析—最小二乘两步法（COR—LS）160

8.6极大似然法（ML）162

极大似然法162

牛顿—拉普森迭代计算法163

递推极大似然法165

8.7参数估计方法的比较170

第九章线性动态模型结构的辨识174

9.1纯滞后的确定174

9.2 SISO模型阶的确定175

损失函数定阶法175

F—检验法177

赤池信息准则（AIC）定阶法178

其他定阶方法180

第十章系统辨识实施中的一些问题182

10.1输入信号的设计182

设计准则182

最优输入信号设计183

持续激励信号184

信号设计中的工程要求186

10.2采样周期和数据长度的选择187

采样周期T的选择187

数据长度187

10.3数据预处理187

零均值化187

消除高频和低频噪声188

10.4开环辨识或闭环辨识的选择188

10.5模型验证190

仿真检验190

实际检验190

10.6工业系统辨识实例191

工艺简介191

辨识试验设计191

试验内容与结果193

数学模型的获取193

模型验证198

附录201

附录Ⅰ矢量函数对矢量变量求导运算法则201

附录Ⅱ 求逆矩阵的一个公式201

附录Ⅲ 产生M—序列的计算机程序202

附录Ⅳ 递推最小二乘参数估计方法计算机程序203

参考文献206