《先进控制基础：工具、技术和应用》*初起源于艾默生过程管理集团内部的一个教程，但从那以来对材料的覆盖广度和深度已大大增加。书中的许多内容是作者在对过程控制系统设计和系统投用期间取得的实际经验。
《先进控制基础：工具、技术和应用》全面描述了流程工业*常用的主流先进控制技术，包括检测控制系统效率的工具、按需和自适应整定技术、模型预测控制、线性规划优化、批过程和流过程的数据分析、模糊逻辑控制、神经元网络，以及针对使用无线传感器的PID改进。
《先进控制基础：工具、技术和应用》适用于流程工程师或控制工程师，在熟悉传统控制技术基础上，需要了解先进控制的从业者。《先进控制基础：工具、技术和应用》介绍先进控制涉及的概念和术语，每章的组织方式都便于快速理解所用到的技术及其使用。应用案例则解释针对某个具体应用的需求和解决方案。每章有一节深入介绍所涉及的技术，满足那些对技术背后的数学原理感兴趣的读者。介绍具体技术的章节*后都有专题练习供读者探索。
读者使用的DCS有可能不支持先进控制，《先进控制基础：工具、技术和应用》还介绍了作者认为有用的一些将先进控制工具集成到既有控制系统中的工具和技巧，以及如何简便地在DCS中建立动态过程仿真，用以支持检出和使用先进控制的操作员培训。
作译者简介
特伦斯·布莱文思 (Terrence Blevins) 单位：爱默生过程管理公司 职务、职称：首席技术专家 年龄：不详 整个职业生涯都在从事过程控制系统的应用和设计，在过程控制系统设计和应用的领域中有50多个专利和80多篇论文。
威利·沃伊什尼斯 (Willy Wojsznis) 单位：爱默生过程管理公司 职务、职称：技术专家 年龄：不详 ISA资深会员，IEEE高级会员，在计算机控制领域工作超过25年，主要集中于模型预测性控制、自动整定和数据分析；拥有40多个专利和50多篇技术论文。
马克·尼克 松 (Mark Nixon) 单位：爱默生过程管理公司 职务、职称：研究主管 年龄：不详 ISA资深会员；DeltaV首席构架师，在WirelessHART和IEC 62591标准的制定中起到了至关重要的作用。研究方向包括控制、数据分析、无线、低功耗、虚拟化和操作员接口。
陈德基 单位：同济大学 职务、职称：教授 性别：男 年龄：52岁 从事教学和科研工作，研究方向为工业互联网；IEEE高级会员，ISA高级会员。
王泉 单位：感知技术无锡有限公司 职务、职称：董事 年龄：40 加拿大西安大略大学博士/博士后；
【内容简介】
在这本书中，作者给出在过程工业中所需要的先进控制技术的概念和术语。这本书是为熟悉传统控制过程却在先进控制领域缺少相关经验的控制工程师编写的。这本书的每一章的结构允许快速了解技术及如何应用。应用大量实例来说明什么是需要处理应用程序。而且，每一章的*段介绍相关技术的数学基础，章末则给出探索性的内容。读者可通过转到本书附带的 web 站点查看车间解决方案。
【目录】
第1章简介
第2章控制系统投资的收益*化
2.1经济诱因
2.1.1合成氨工厂实例
2.2降低过程变差——实现控制目标
2.2.1单回路控制
2.2.2多回路技术
2.3先进控制
2.3.1纸浆漂白
2.3.2炉温控制
2.4复杂性和利益性的平衡
参考文献
第3章评价控制系统性能
3.1控制性能评估
3.2提高控制的利用率
3.2.1变送器的问题
3.2.2不正确整定
3.2.3阀门/执行器故障
3.2.4改变过程增益
3.2.5不正确的分程设置
3.2.6回路交互
3.3过程可变性的处理
3.3.1过程增益和动态性能的变化
3.3.2非测量过程扰动
3.3.3过程动态性能
3.3.4回路交互
3.3.5限制条件的变化
3.3.6质量参数——实验室测量
3.4应用实例
3.5专题练习——介绍
3.6专题练习——评估控制系统性能
3.7技术基础
3.7.1控制性能监测构架
3.7.2控制性能评估算法
参考文献
第4章按需整定
4.1过程识别
4.1.1回路响应的仿真
4.2专题练习
4.3技术基础
4.3.1继电振荡整定基础
4.3.2基于模型的整定
4.3.3基于鲁棒性的整定
4.3.4一些可选择的整定方法
参考文献
第5章自适应整定
5.1自适应控制——实例
5.1.1连续反应器控制
5.1.2批量反应器
5.1.3氨生产中的氢氮比
5.1.4中和器
5.1.5工厂主控制
5.2应用实例
5.2.1启动模型识别
5.2.2将模型应用于回路整定
5.3自适应整定的专题练习
5.4技术基础
5.4.1无模型的自适应整定
5.4.2基于模型的递归整定
5.4.3离散傅里叶变换的自适应技术
5.4.4带模型切换和参数插值的自适应整定
参考文献
第6章模糊逻辑控制
6.1应用举例
6.2专题练习
6.3技术基础
6.3.1模糊逻辑控制简介
6.3.2建立模糊逻辑控制器
6.3.3模糊逻辑PID控制器
6.3.4模糊逻辑控制非线性的PI关系
6.3.5FPI和PI关系
6.3.6自动化模糊逻辑控制器的投用
参考文献
第7章神经网络
7.1案例——纸浆造纸工业
7.2应用举例
7.3专题练习
7.4技术基础
7.4.1数据收集
7.4.2输入延迟识别
7.4.3输入敏感性
7.4.4确定输入加权
7.4.5隐层节点
7.4.6过程变化更正
参考文献
第8章智能PID
8.1从过程饱和中恢复
8.2使用无线传输器的控制
8.3应用举例
8.3.1使用无线设备的生物反应器控制
8.3.2压缩机喘振控制
8.4专题练习
8.5技术基础
8.5.1无线控制
8.5.2从过程饱和中恢复
8.5.3包括速率在内的延期
参考文献
第9章连续数据分析
9.1应用实例
9.1.1定义模型输入
9.1.2模型建立
9.2在线观察数据分析
9.3连续数据分析专题练习
9.4技术基础
9.4.1预测模型发展的数据转化
9.4.2过程监控和预测算法评估
9.4.3数据预处理和换算
9.4.4PCA建模和在线故障检测
9.4.5PLS建模和在线预测
参考文献
第10章批量数据分析
10.1批量生产挑战
10.1.1面对批量生产挑战时分析所发挥的作用
10.1.2批量分析综述
10.1.3批量分析应用
10.2应用实例——建模和在线操作
10.2.1定义模型输入
10.2.2查看在线数据分析
10.3批量数据分析专题练习
10.4技术基础
10.4.1给料属性建模
10.4.2数据预处理和验证
10.4.3多阶段批量建模
10.4.4批量数据和在线模型的对齐
10.4.5数据安排——展开
10.4.6PCA建模和在线故障检测
10.4.7PLS建模和在线质量预测
参考文献
第11章简单模型预测控制
11.1MPC作为PID的替代
11.2调试MPC
11.3MPC代替前馈PID
11.4MPC代替前馈PID超驰
11.5使用MPC来解决过程交互作用
11.6应用实例
11.6.1蒸发器控制
11.6.2干燥器控制
11.6.3回转窑控制
11.6.4漂白装置
11.6.5MPC控制改变生产率
11.6.6批量式化学反应器
11.7MPC应用步骤
11.7.1过程分析
11.7.2过程测试
11.7.3过程模型开发
11.7.4MPC控制器生成
11.7.5在模拟中测试MPC
11.7.6评估MPC操作
11.8简单MPC专题练习
11.9技术基础
11.9.1过程建模的基础
11.9.2过程模型识别
11.9.3无约束模型预测控制
11.9.4集成约束处理、优化和模型预测控制
参考文献
第12章MPC优化集成
12.1应用实例——多效蒸发器
12.1.1蒸发器过程概述
12.1.2项目动机和设计注意事项
12.1.3为什么使用模型预测控制
12.1.4模型预测控制的战略发展
12.1.5模型开发和验证
12.1.6MPC操作、整定和优化
12.1.7处理一级过程约束
12.1.8蒸发器冲洗控制
12.1.9固体测量
12.1.10操作结果
12.1.11结论
12.1.12近期工作和未来机遇
12.1.13致谢
12.2应用实例——CTMP精炼机
12.2.1过程描述
12.2.2电能消耗模型
12.2.3过程模型识别
12.2.4MPC控制策略
12.2.5结果
12.2.6结论
12.2.7致谢
12.3应用实例——重油分馏塔
12.4专题练习
12.5技术基础
12.5.1MPC操作概述
12.5.2在线多目标优化器功能概述
12.5.3多目标MPC优化背景
12.5.4不可行问题处理的多目标优化函数
12.5.5扩大LP功能的多目标优化函数
12.5.6多目标优化的系统功能
12.5.7由优化器监测的无约束MPC控制器
12.5.8集成优化器的约束MPC控制器
参考文献
第13章在线优化
13.1为什么优化——以锅炉负荷分配为例
13.2纸浆和造纸工厂中的能量优化
13.2.1热电联产介绍
13.2.2能源管理介绍
13.2.3综合实时能源管理系统
13.2.4综合EMS案例分析
13.2.5结果总结
13.2.6总结
13.3在线优化专题练习
13.4技术基础
参考文献
第14章过程仿真
14.1过程仿真技术
14.2从P&ID中开发过程仿真
14.3仿真过程非线性
14.4其他考量
14.5专题练习——过程仿真
14.6理论——基于阶跃响应的仿真
参考文献
第15章集成APC到DCS
15.1与工厂系统的集成
15.2网络和系统设置
15.3应用实例
参考文献
附录A
A.1进入网站
A.2下载选项
A.3书籍选项
A.4新闻和更新选项
术语表
【作者简介】
Deji Chen (陈德基) 已在过程控制工业界工作了15年以上。他是OPC工业标准的始创者之一。他工作过的项目涉及各种现场总线，包括*近的WirelessHART。他合写了许多论文，拥有多项专利。他与Mark Nixon等合著了WirelessHART：用于工业自动化的实时网状网络（WirelessHART: Real-Time Mesh Network for Industrial Automation）。Deji于1999年在德州大学奥斯汀分校 (University of Texas at Austin) 计算机系获得博士学位，研究方向是实时系统。他是艾默生过程管理集团DeltaV产品工程部未来产品规划团队的首席软件工程师。
【前言】
控制由于以下因素在过程工业中变得越来越重要： 全球化的竞争、快速变化的经济环境、更严格的环境和安全规定。高效的测量和控制系统已成为工厂的基本组成部分。在这种情况下，《先进控制基础： 工具、技术和应用》一书的作者收集了过程控制实践中*的做法。
该书的作者都来自艾默生过程管理集团。过去12年来我有幸与他们在多个过程控制项目上合作。他们都是受人尊敬的工程师，加起来有超过100年的行业经验，都因为在计算机过程控制上做出的贡献而进入过程自动化名人堂。其中两位曾成功撰写了ISA出版的《解除对先进控制的约束》。该书列举的技术，比如模型预测控制、模糊逻辑控制以及智能神经网络，超越了使用基本的反馈和前馈控制达到的效率。
本书覆盖了当前的话题，如多回路先进控制、控制系统性能评估、自适应整定和基于模型的整定、模糊逻辑和神经网络、无线控制、连续和批过程数据分析、模型预测控制、实时优化，还包含配套的可以用在专题练习中的软件。作者不是以理论为主线，而是以过程控制的基础支撑来阐述每个话题。
不同行业的代表性案例都在书中，如氨气生产、纸和浆、炼油、特种批量生产、发电和生命科学等。书中展示的应用反映了先进控制的*进展，绝大多数的方法来自于得克萨斯大学奥斯汀分校、加州大学圣芭芭拉分校和艾默生过程管理集团的科研合作。本书非常适合专业人员独立学习。我祝贺作者们完成了这一有用的先进控制技术专著。
Thomas F.Edgar教授
得克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas，Austin，TX)
