Organizarea cărții

În Capitolul 1 se prezintă o introducere generală în reglementarea proceselor. O scurtă introducere în bilanțurile de masă și energie în condiții transitorii este prezentată în Capitolul 2, în timp ce Capitolele 21 și 22 oferă fundamentul matematic necesar pentru transformarea Laplace și teoria matricelor.

Dinamica proceselor este subiectul Capitolului 3-9 și 14. Prezentarea începe cu cazurile cele mai simple (sisteme de prim ordin) în Capitolul 3 și se generalizează ulterior. Prezentarea se realizează în domeniul timpului (inclusiv sisteme de timp discret) și simultan în domeniul transformării Laplace (inclusiv frecvența de răspuns). În Capitolele 4 și 5 se prezintă dinamica sistemelor care rezultă din interconectarea sistemelor de prim ordin, precum și sisteme care sunt inerent de ordinul doi.

Sistemele de ordin superior sunt examinate în Capitolele 6-9 în spațiul stărilor (Capitolele 6 și 7) și în spațiul Laplace (Capitolele 8 și 9). În aceste capitole se introduce și se analizează conceptul de stabilitate (stabilitate asimptotică și stabilitate intrare / ieșire). Dinamica sistemelor cu timp mort este prezentată în Capitolul 14. Toate capitolele referitoare la dinamică constituie o parte esențială a unui curs de licență în dinamică și reglementarea proceselor.

Restul cărții se ocupă cu reglementarea proceselor. Structura de bază a reglementării cu feedback de ieșire este acoperită în Capitolele 10-14. În Capitolul 10 se oferă o introducere generală și se definește structura regulatorilor PID clasici atât în domeniul timpului, cât și în domeniul Laplace. Analiza sistemelor cu cerc închis prin funcții de transfer constituie subiectul Capitolelor 11 și 12. Capitolul 13 are același subiect, dar analiza se bazează pe domeniul timpului. Sistemele cu timp mort sunt prezentate în Capitolul 14. Acordăm un capitol separat timpului mort din cauza metodelor matematice specifice necesare studiului sistemelor respective. Capitolele 10-14 constituie conținutul minim care ar trebui acoperit într-un curs de licență relevant cu privire la domeniul reglementării.

Capitolele următoare abordează subiecte care sunt opționale și este responsabilitatea cadrelor didactice să aleagă cele mai potrivite. Mai precis, în Capitolul 15 se prezintă locul geometric al rădăcinilor, iar în Capitolul 16 se prezintă metode de calibră pentru reglatorii clasici cu metode de optimizare. Subiectul stabilității relative este prezentat în Capitolul 17, cu accent pe metodele de calibră pentru reglatorii clasici pe baza stabilității relative. În Capitolul 18 se studiază sisteme cu mai multe intrări și ieșiri, în timp ce tehnici moderne de sinteză a regulatorilor bazate pe modelul matematic sunt prezentate în Capitolul 19. Capitolul 20 se concentrează pe metode avansate de reglementare a proceselor: reglementare pe bază de raport, reglementare pe bază de matrice și reglementare anticipativă și reglementare combinată anticipativă / feedback. Metodologiile avansate sunt prezentate inițial într-un mod simplu și apoi se introduc metodologii moderne de sinteză a regulatorilor bazate pe modelul matematic.

Se cuvine să subliniem că fiecare capitol se încheie cu o secțiune legată de software-urile MATLAB și Maple. Efortul este de a introduce treptat cititorul în acest software prin exemple simple, care au fost rezolvate analitic în capitolul corespunzător. MATLAB dispune de algoritmi extrem de puternici pentru efectuarea de calcule numerice complexe, în timp ce Maple se distinge prin capacitatea sa de a efectua operații simbolice.

În tabelul care urmează se oferă exemplificativ o structură posibilă pentru un curs de licență în dinamică și reglementarea proceselor. Această structură este cea urmată în predarea cursului la Universitatea Texas A&M din SUA. Reflectă alegerile personale ale autorului referitoare la (i) acoperirea metodelor de sinteză pentru regulatoare (metode de optimizare și metode avansate bazate pe modelul matematic) și (ii) distribuția orelor de predare (prezentare lentă a conceptelor de bază la început și accelerare ulterior). Fiecare cadru didactic ar trebui să se bazeze pe propriile sale criterii pentru alegerea conținutului didactic cel mai potrivit, dar și pe nivelul studenților de licență.