環(huán)境工程仿真與控制（第3版）/面向21世紀(jì)課程教材
定 價(jià)：42.5 元
- 作者：姚重華，劉漫丹 著
- 出版時(shí)間：2010/7/1
- ISBN：9787040295771
- 出 版 社：高等教育出版社
- 中圖法分類：X5-39
- 頁碼：429
- 紙張：
- 版次：3
- 開本：16開
全書共分五章，分別為“仿真”、“過程控制”、“動(dòng)態(tài)分析”、“復(fù)雜控制”及“人工智能”。在仿真部分，新增“模型校正”與“模型應(yīng)用”兩小節(jié)，介紹工廠數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)校核及計(jì)算校核、模型參數(shù)的靈敏度法校正與經(jīng)驗(yàn)法校正，用于工藝參數(shù)優(yōu)化的專用仿真平臺(tái)及用于控制方案比較的通用仿真平臺(tái)等；同時(shí)，對(duì)計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT的使用方法進(jìn)行了介紹。在控制部分，新增自動(dòng)控制系統(tǒng)常用概念和工程術(shù)語、控制器選擇方法、離散PID控制器算法、控制器參數(shù)整定和投運(yùn)方法、成分檢測(cè)變送器、過程狀態(tài)空間方程模型等，并新增串級(jí)、分程、比值、前饋、選擇性、非線性等復(fù)雜控制系統(tǒng)在環(huán)境工程中的應(yīng)用實(shí)例�！董h(huán)境工程仿真與控制（第3版）》可作為高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)本科生、研究生及青年教師學(xué)習(xí)“環(huán)境工程仿真與控制”的教材，也可供從事環(huán)境工程仿真與控制工作的專業(yè)技術(shù)人員參考。
《環(huán)境工程仿真與控制》（第一版）為普通高等教育“九五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，也是面向21世紀(jì)課程教材，于2001年由高等教育出版社出版發(fā)行。
該教材的特點(diǎn)是將信息技術(shù)引入環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)，在水污染控制、大氣污染控制、固體廢物處理處置等傳統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上開創(chuàng)了環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)的一個(gè)新方向。
該教材在體系上以信息技術(shù)內(nèi)容為綱（系統(tǒng)仿真、過程控制、動(dòng)態(tài)分析、人工智能等），以環(huán)境工程內(nèi)容為目（活性污泥、厭氧消化、污泥脫水、藥劑投放等），綱舉目張，形成有別于環(huán)境工程傳統(tǒng)教材的新的教材體系。
該教材中的許多實(shí)例基本為目前或近期環(huán)境工程研究的熱點(diǎn)問題，如ASM、沉淀池流態(tài)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、專家系統(tǒng)等，教材內(nèi)容富有新意。
該書第一版自2001年由高等教育出版社出版發(fā)行以來，受到我國(guó)環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)、科研、技術(shù)及管理部門有關(guān)人員的廣泛關(guān)注。教育部高等教育司2003年9月發(fā)文委托華東理工大學(xué)舉辦“環(huán)境工程仿真與控制”師資培訓(xùn)班（教高司函[2003]191號(hào)）。全國(guó)有39所高校的52名骨干教師在華東理工大學(xué)參加了為期6天42學(xué)時(shí)的師資培訓(xùn)班學(xué)習(xí)。
《環(huán)境工程仿真與控制》（第二版）是普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。與第一版相比較，第二版主要增加了兩方面的內(nèi)容：一是MATLAB／Simulink在環(huán)境工程中的應(yīng)用，涉及活性污泥過程仿真模型的編制、PI控制系統(tǒng)仿真的應(yīng)用、用Simulink編制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制模型、用MATLAB工具箱進(jìn)行模糊控制設(shè)計(jì)等；二是可編程邏輯控制器（PLC）在環(huán)境工程中的應(yīng)用，涉及PLC基本原理、開關(guān)量控制設(shè)計(jì)、模擬量控制設(shè)計(jì)、PLC編程方法等。此外，還對(duì)《環(huán)境工程仿真與控制》（第一版）中的部分內(nèi)容進(jìn)行了一些增、刪，總篇幅約增加1倍。
《面向21世紀(jì)課程教材：環(huán)境工程仿真與控制（第3版）》第二版由上海市研究生教育專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)和華東理工大學(xué)研究生教育基金共同資助，謹(jǐn)此致謝。
第一章 仿真
第一節(jié) 過程建模
一、模型分類
二、簡(jiǎn)單系統(tǒng)建模
例1-1 液槽儲(chǔ)水量模型
例1-2 帶溢流堰液槽液位模型
例1-3 調(diào)節(jié)池水質(zhì)模型
例1-4 曝氣池溶解氧濃度模型
例1-5 污泥耗氧速率模型
例1-6 污泥生長(zhǎng)及氨氮消耗模型
例1-7 異養(yǎng)菌好氧生長(zhǎng)與有機(jī)碳消耗模型
三、復(fù)雜系統(tǒng)建模
例1-8 活性污泥反應(yīng)池?cái)?shù)學(xué)模型
例1-9 厭氧消化過程數(shù)學(xué)模型
例1-10 二沉池一維濃度分布模型
例1-11 沉淀池二維流場(chǎng)模型
第二節(jié) 計(jì)算方法
一、四階龍格一庫塔法
例1-12 利用四階龍格一庫塔法計(jì)算連續(xù)反應(yīng)物質(zhì)濃度變化
二、有限差分法
例1-13 矩形二沉池流體流速及固體濃度穩(wěn)態(tài)分布
三、MATLAB/Simulink應(yīng)用
例1-14 利用Simulink編制基于ASMl的活性污泥過程數(shù)學(xué)模型
例1-15 利用Simulink編制倒置AAO流程基于ASM2D的仿真程序
四、FLUENT應(yīng)用
例1-16 平流式二沉池流態(tài)分析
第三節(jié) 模型校正
一、數(shù)據(jù)校核
例1-17 利用0uR法測(cè)定污水易降解有機(jī)碳濃度
例1-18 利用守恒計(jì)算校核數(shù)據(jù)
二、參數(shù)校正
例1-19 倒置AA0流程模型參數(shù)靈敏度分析
三、規(guī)范化校正
例1-20 BioMath校正流程
第四節(jié) 模型應(yīng)用
例1-21 UniTank工藝流程專用仿真平臺(tái)
例1-22 A/O流程自動(dòng)控制通用仿真平臺(tái)
第二章 過程控制
第一節(jié) 基本概念
一、系統(tǒng)組成
二、基本要求
例2-1 溶解氧濃度控制器正反作用的選擇
第二節(jié) PID控制規(guī)律
一、比例控制
二、積分控制
三、微分控制
四、離散PID控制
例2-2 溶解氧濃度PI控制
第三節(jié) 自動(dòng)化儀表
一、控制器
二、執(zhí)行器
三、檢測(cè)變送器
四、設(shè)計(jì)符號(hào)
例2-3 初沉池和污泥泵的過程控制
例2-4 流量分配的過程控制
例2-5 深冷制氧的過程控制
例2-6 廢棄污泥的過程控制
例2-7 藥劑投放的過程控制
第四節(jié) 可編程邏輯控制器（PLC）
一、PLC的基本概念
二、開關(guān)量控制
例2-8 曝氣池單元的PLC控制
例2-9 進(jìn)水泵房單元的PLC控制
三、模擬量控制
例2-10 環(huán)境溫度PLC控制
四、編程方法
例2-11 SBR程序PLC控制
第三章 動(dòng)態(tài)分析
第一節(jié) 輸入-輸出模型
一、輸入-輸出模型的建立
例3-1 攪拌槽加熱器輸入一輸出模型
例3-2 混合過程的輸入一輸出模型
二、非線性系統(tǒng)的線性化
例3-3 污水儲(chǔ)槽液位模型線性化
例3-4 連續(xù)攪拌反應(yīng)釜模型線性化
第二節(jié) 狀態(tài)方程模型
例3-5 串聯(lián)水槽的狀態(tài)方程模型
例3-6 活性污泥法曝氣池狀態(tài)方程
第三節(jié) 傳遞函數(shù)
一、拉普拉斯變換
二、傳遞函數(shù)
例3-7 連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的傳遞矩陣及其零點(diǎn)和極點(diǎn)
例3-8 串聯(lián)水槽的傳遞函數(shù)
三、拉普拉斯反變換
四、數(shù)學(xué)模型間的轉(zhuǎn)換
例3-9 在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)模型之間的轉(zhuǎn)換
第四節(jié) 過程動(dòng)態(tài)分析
一、定性分析
二、定量分析
例3-10 儲(chǔ)槽液位模型分析
例3-11 兩個(gè)串聯(lián)相互無影響的質(zhì)量容量
例3-12 兩個(gè)串聯(lián)相互有影響的質(zhì)量容量
第五節(jié) 反饋控制過程動(dòng)態(tài)響應(yīng)
一、閉環(huán)動(dòng)態(tài)響應(yīng)
例3-13 求儲(chǔ)槽加熱器溫度反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)響應(yīng)
二、比例控制對(duì)過程動(dòng)態(tài)的作用
三、積分控制對(duì)過程動(dòng)態(tài)的作用
四、微分控制對(duì)過程動(dòng)態(tài)的作用
第四章 復(fù)雜控制
第一節(jié) 串級(jí)控制
一、結(jié)構(gòu)與原理
二、串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
例4-1 污水溫度串級(jí)控制
例4-2 物料浸取過程溫度串級(jí)控制
例4-3 石灰石漿液密度串級(jí)控制
例4-4 精餾塔溫度串級(jí)控制
例4-5 溶解氧DO濃度和鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量串級(jí)控制
例4-6 廢水焚燒爐溫度串級(jí)控制
第二節(jié) 比值控制
一、結(jié)構(gòu)與原理
例4-7 氨氧化過程變比值控制
二、比值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
例4-8 自來水消毒裝置的水氯比值控制
例4-9 硫黃回收裝置的燃料氣/酸性氣/空氣比值控制
第三節(jié) 均勻控制
一、結(jié)構(gòu)與原理
二、均勻控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
例4-10 串聯(lián)曝氣池液位-流量串級(jí)均勻控制
第四節(jié) 分程控制
一、結(jié)構(gòu)與原理
二、分程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
例4-11 蒸汽減壓分程控制
例4-12 工業(yè)廢水pH分程控制
例4-13 潔凈室溫濕度分程控制
第五節(jié) 選擇性控制
一、結(jié)構(gòu)與原理
例4-14 兩個(gè)反應(yīng)器負(fù)荷平衡選擇性控制系統(tǒng)
例4-15 有機(jī)溶劑回收選擇性控制系統(tǒng)
例4-16 蒸汽鍋爐的燃燒控制
二、選擇性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
例4-17 鍋爐壓力保護(hù)選擇性控制
例4-18 產(chǎn)量自動(dòng)調(diào)整選擇性控制
例4-19 節(jié)水系統(tǒng)選擇性控制
例4-20 焚燒爐雙交叉燃燒控制
第六節(jié) 前饋控制
一、結(jié)構(gòu)與原理
二、前饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
例4-21 鍋爐汽包液位前饋控制
例4-22 蒸發(fā)過程前饋-反饋控制
例4-23 連續(xù)消毒塔溫度前饋-反饋控制
例4-24 原油廢水處理裝置廢水濃度前饋-串級(jí)反饋控制
例4-25 前置反硝化的碳源投加前饋-反饋控制
第七節(jié) 非線性控制
一、結(jié)構(gòu)與原理
二、非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
例4-26 pH的非線性控制
例4-27 澄清池、清水池液位非線性控制
第五章 人工智能
第一節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
一、基本概念
二、訓(xùn)練方法
例5-1 活性污泥處理過程曝氣池曝氣量控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類模型
例5-2 活性污泥過程動(dòng)態(tài)過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合模型
例5-3 廢紙?jiān)旒垙U水處理過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模
例5-4 污水處理過程的遞階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模
三、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
例5-5 一體化氧化溝溶解氧濃度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制
四、MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱應(yīng)用
例5-6 簡(jiǎn)化ASM1的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬
例5-7 液槽混合濃度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)控制
第二節(jié) 模糊控制
一、模糊集合理論
二、模糊控制設(shè)計(jì)方法
例5-8 污泥脫水模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
例5-9 曝氣池曝氣流量模糊控制
三、MATLAB模糊控制工具箱應(yīng)用
例5-10 污泥回流模糊控制設(shè)計(jì)
第三節(jié) 專家系統(tǒng)
一、基本概念
二、知識(shí)庫構(gòu)建
例5-11 活性污泥過程故障診斷專家系統(tǒng)知識(shí)庫
三、專家系統(tǒng)編制
例5-12 利用MSVisualBasic5.0和Access2000編制專家系統(tǒng)軟件
四、專家系統(tǒng)控制
例5-13 污水處理過程pH專家控制系統(tǒng)
主要參考文獻(xiàn)
書單推薦
