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第1章　緒論 1
1.1　自動化控制與工業(yè)革命 1
1.1.1　第一次工業(yè)革命 2
1.1.2　第二次工業(yè)革命 2
1.1.3　第三次工業(yè)革命 4
1.1.4　第四次工業(yè)革命 5
1.2　數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)概述 6
1.2.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 6
1.2.2　數(shù)字化的實施 10
思考題與習(xí)題 14
第2章　計算機控制系統(tǒng) 15
2.1　計算機控制系統(tǒng)概述 15
2.1.1　計算機控制系統(tǒng)的工作原理 16
2.1.2　計算機控制系統(tǒng)的組成及發(fā)展 17
2.2　計算機控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備和執(zhí)行機構(gòu) 22
2.2.1　檢測設(shè)備 22
2.2.2　執(zhí)行機構(gòu) 27
2.3　計算機控制系統(tǒng)中的過程通道 32
2.3.1　通道接口技術(shù) 32
2.3.2　數(shù)字量輸入通道 38
2.3.3　數(shù)字量輸出通道 40
2.3.4　模擬量輸出通道 41
2.3.5　模擬量輸入通道 47
思考題與習(xí)題 59
第3章　自動化控制策略 61
3.1　數(shù)據(jù)處理方法 62
3.1.1　標(biāo)度變換方法 62
3.1.2　數(shù)字濾波技術(shù) 64
3.2　數(shù)字PID控制 66
3.2.1　標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字PID控制算法 67
3.2.2　數(shù)字PID控制算法的改進 69
3.2.3　數(shù)字PID控制參數(shù)的整定 72
3.3　基于數(shù)字PID控制的復(fù)雜控制系統(tǒng) 74
3.3.1　串級控制系統(tǒng) 74
3.3.2　前饋控制系統(tǒng) 75
3.3.3　純遲延補償控制系統(tǒng) 76
3.3.4　解耦控制系統(tǒng) 76
3.4　模型預(yù)測控制 78
3.4.1　模型算法控制 79
3.4.2　動態(tài)矩陣控制 83
3.4.3　預(yù)測控制系統(tǒng)的參數(shù)選擇 86
3.4.4　預(yù)測控制仿真計算工具 90
3.5　其他先進控制策略簡介 92
3.5.1　自適應(yīng)控制 92
3.5.2　模糊控制 93
3.5.3　專家控制 94
3.5.4　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 95
思考題與習(xí)題 95
第4章　數(shù)據(jù)通信與互聯(lián)技術(shù) 97
4.1　通信系統(tǒng)的性能指標(biāo) 97
4.1.1　有效性指標(biāo) 98
4.1.2　可靠性指標(biāo) 98
4.2　數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù) 99
4.2.1　信道的頻率特性 99
4.2.2　基帶傳輸 100
4.2.3　載波傳輸 100
4.2.4　寬帶傳輸 101
4.3　異步串行傳輸與現(xiàn)場總線 101
4.3.1　異步串行傳輸 101
4.3.2　現(xiàn)場總線概述 109
4.3.3　代表性現(xiàn)場總線 110
4.4　互聯(lián)網(wǎng)的基本原理 122
4.4.1　分組交換 122
4.4.2　計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 124
4.4.3　網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 126
4.4.4　TCP協(xié)議與IP協(xié)議 128
4.5　以太網(wǎng)技術(shù) 134
4.5.1　以太網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu) 134
4.5.2　以太網(wǎng)的分類 135
4.6　無線網(wǎng)絡(luò) 137
4.6.1　無線個人區(qū)域網(wǎng) 138
4.6.2　無線局域網(wǎng) 139
4.6.3　無線廣域網(wǎng) 140
思考題與習(xí)題 144
第5章　工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 146
5.1　工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組成 146
5.1.1　異構(gòu)設(shè)備的概念及特點 147
5.1.2　異構(gòu)設(shè)備連接 147
5.1.3　工業(yè)互聯(lián)本地控制 149
5.2　工業(yè)互聯(lián)分布式云邊控制 151
5.2.1　云邊協(xié)同的意義 152
5.2.2　異構(gòu)設(shè)備數(shù)據(jù)采集 154
5.2.3　異構(gòu)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸 159
5.2.4　邊緣計算 162
5.3　工業(yè)互聯(lián)安全 166
5.3.1　工業(yè)互聯(lián)面對的安全問題 166
5.3.2　信息防護與加密技術(shù) 166
5.3.3　異構(gòu)設(shè)備的安全連接機制 170
5.3.4　數(shù)據(jù)安全機制 172
5.3.5　隱私安全機制 174
5.3.6　訪問控制技術(shù) 175
5.3.7　安全連接協(xié)議 178
思考題與習(xí)題 183
第6章　工業(yè)大數(shù)據(jù) 184
6.1　工業(yè)數(shù)據(jù)的特征 184
6.1.1　工業(yè)數(shù)據(jù)的類型 184
6.1.2　工業(yè)大數(shù)據(jù)的特征 185
6.1.3　數(shù)據(jù)標(biāo)簽 187
6.2　工業(yè)數(shù)據(jù)的整理 188
6.2.1　數(shù)據(jù)的分級處理 188
6.2.2　數(shù)據(jù)的存儲優(yōu)化 189
6.2.3　工業(yè)數(shù)據(jù)的存儲 190
6.2.4　數(shù)據(jù)庫構(gòu)建實例 193
6.3　工業(yè)數(shù)據(jù)的處理技術(shù) 195
6.3.1　工業(yè)數(shù)據(jù)的清洗 195
6.3.2　工業(yè)數(shù)據(jù)的特征提取 196
6.3.3　工業(yè)數(shù)據(jù)的聚類 198
6.3.4　異常值識別 199
6.3.5　數(shù)據(jù)的分類 201
6.3.6　數(shù)據(jù)的回歸 202
6.4　數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)與決策 204
6.4.1　數(shù)據(jù)模型 204
6.4.2　數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式 207
6.4.3　故障診斷與控制決策 209
6.5　大數(shù)據(jù)的分布式處理技術(shù) 212
6.5.1　海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 212
6.5.2　數(shù)據(jù)并行處理與管理技術(shù) 213
思考題與習(xí)題 218
第7章　工業(yè)AI與自動化 220
7.1　人工智能在工業(yè)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用 220
7.1.1　人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及價值 221
7.1.2　數(shù)據(jù)深度挖掘與高階智能化 222
7.1.3　傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)模型與深度機器學(xué)習(xí)模型 223
7.2　工業(yè)數(shù)據(jù)建模與算法優(yōu)化 232
7.2.1　工業(yè)數(shù)據(jù)自助建模 232
7.2.2　構(gòu)建數(shù)字孿生體 233
7.2.3　工業(yè)能效優(yōu)化與預(yù)測性維護 237
7.3　超自動化控制與碳中和 240
7.3.1　超自動化控制發(fā)展趨勢 240
7.3.2　AI在超自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 241
7.3.3　碳中和目標(biāo)下的工業(yè)超自動化能源優(yōu)化控制 242
7.4　工業(yè)大互聯(lián) 242
7.4.1　產(chǎn)線控制與工業(yè)大互聯(lián) 243
7.4.2　工業(yè)大互聯(lián)平臺架構(gòu)與應(yīng)用部署 243
思考題與習(xí)題 246
第8章　工程案例 247
8.1　智慧二次熱網(wǎng)運營管理平臺案例 247
8.2　某家電集團設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)案例 250
思考題與習(xí)題 252
參考文獻 253