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本書從塊結(jié)構(gòu)模型中間變量不可測量的角度出發(fā)，結(jié)合塊結(jié)構(gòu)模型辨識的基本過程和特點(diǎn)，分析塊結(jié)構(gòu)模型各串聯(lián)模塊在不同激勵信號作用下的特性，研究和設(shè)計(jì)組合式多源激勵信號，以解決塊結(jié)構(gòu)模型的可辨識性問題和各模塊的參數(shù)估計(jì)分離問題。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究和提出能夠抑制干擾的塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜非線性工業(yè)過程辨識新方法，包括采用集成建模技術(shù)的串聯(lián)模塊建模方法、全新智能分離算法和模塊參數(shù)辨識算法、利用補(bǔ)償技術(shù)的塊結(jié)構(gòu)非線性動態(tài)系統(tǒng)過程噪聲建模方法等，并利用隨機(jī)過程理論分析和比較提出方法的性能。本書緊密結(jié)合復(fù)雜工業(yè)過程控制的需要，解決塊結(jié)構(gòu)模型中的難題，形成一種面向?qū)嶋H工業(yè)生產(chǎn)過程系統(tǒng)化的建模方法。

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　　長期以來，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，往往設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，而控制系統(tǒng)和優(yōu)化策略仍然采用國外技術(shù)，造成工業(yè)行業(yè)“重設(shè)備、輕優(yōu)化控制”的現(xiàn)象，普遍存在“有殼無腦”的局面。隨著行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)優(yōu)化控制技術(shù)的重要性正逐步體現(xiàn)出來，已成為我國進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效和推進(jìn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的突破口�；�、煉油、冶金、輕工、建材和制藥等過程工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，要想在全球化的大趨勢下始終保持強(qiáng)大的競爭力，必須加強(qiáng)先進(jìn)優(yōu)化和控制技術(shù)的研發(fā)與技術(shù)儲備。
　　過程工業(yè)是通過物理變化和化學(xué)變化進(jìn)行的生產(chǎn)過程，在新物質(zhì)生成的同時(shí)伴隨有能量的吸收與釋放，是一個復(fù)雜的大工業(yè)系統(tǒng)，各生產(chǎn)裝置之間存在著復(fù)雜的耦合和制約關(guān)系。各生產(chǎn)過程只有從實(shí)時(shí)性和整體性上全局協(xié)調(diào)，才能保證整個生產(chǎn)裝置平穩(wěn)、高效、安全的運(yùn)行，這對工業(yè)過程的優(yōu)化和控制提出了更高的要求。模型是現(xiàn)代工業(yè)過程先進(jìn)優(yōu)化和控制技術(shù)的基礎(chǔ)。在工業(yè)過程生產(chǎn)裝置中，由于原料特性變化較為頻繁，參與過程實(shí)時(shí)控制的模型不僅要簡單、準(zhǔn)確，而且要具有較好的外推性和自適應(yīng)性，能夠正確反映過程的機(jī)理特性。這涉及過程對象的非線性、時(shí)變性、不確定性、強(qiáng)耦合和大時(shí)滯等內(nèi)在復(fù)雜的機(jī)理問題，客觀環(huán)境和人為因素。隨著過程工業(yè)的大型化、綜合化和復(fù)雜化，上述因素使得建模的難度越來越大。工業(yè)過程的建模應(yīng)當(dāng)從優(yōu)化與控制的實(shí)際需求出發(fā)，突破傳統(tǒng)的建模方法和辨識算法結(jié)構(gòu)，以較為寬廣的視野綜合運(yùn)用人工智能、現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)理論、控制理論和優(yōu)化技術(shù)等來有效地實(shí)現(xiàn)。
　　目前，在非線性動態(tài)建模方面，一類新穎的塊結(jié)構(gòu)非線性動態(tài)模型是其中的一個研究熱點(diǎn)，它同時(shí)結(jié)合了動態(tài)線性模型和靜態(tài)（無記憶）非線性函數(shù)模型，具有較易辨識、計(jì)算量少、能較好地反映過程特征的特點(diǎn)，適合作為過程控制模型使用。按其具體連接形式，可分為Hammerstein模型、Wiener模型、Hammerstein-Wiener模型和Wiener-Hammerstein模型。Hammerstein-Wiener模型（簡稱為N-L-N模型）包含Hammerstein模型和Wiener模型結(jié)構(gòu)，比這兩種模型中的任意一種都更接近實(shí)際工業(yè)過程中的非線性特性。這種模型能較好地描述工業(yè)設(shè)備和過程，如精餾塔、熱交換器、連續(xù)攪拌反應(yīng)釜（continuousstirredtankreactor，CSTR）、PTA生產(chǎn)中的漿料配置系統(tǒng)以及具有冪函數(shù)、死區(qū)、開關(guān)等特性的非線性過程。更為重要的是，可以利用模型的特殊結(jié)構(gòu)把非線性控制問題簡化為線性模型預(yù)測控制問題，解決了傳統(tǒng)非線性控制方法計(jì)算量大、收斂性和穩(wěn)定性不能得到保證等諸多問題，從而可以直接利用線性控制系統(tǒng)中的成熟理論，便于現(xiàn)場操作人員理解。因此，塊結(jié)構(gòu)模型是工業(yè)過程中最有效的模型之一，也是研究的熱點(diǎn)。

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