本書以大型工業過程系統與複雜工程系統為對象，對系統安全性的概念、運行危險分析、事故演化、系統運行異常工況識别、面向系統故障安全的故障診斷、系統安全性分析與評估等內容開展深入分析和論述。
本書適合從事工業和工程系統狀態監測、故障診斷及運行安全性評估和智慧維護的研究人員、工程技術人員閱讀和參考，也可作相關科系的教學參考書。
具体描述
复杂系统中的鲁棒性与弹性：理论基础、量化方法与工程应用 本书简介 在现代工程领域，从航空航天、精密制造到能源电力和信息网络，系统日益复杂化和互联化。这些系统在面对外部干扰、内部故障或操作不确定性时，其稳定性和可靠性面临前所未有的挑战。本书聚焦于复杂系统在不确定性环境下的鲁棒性（Robustness）与弹性（Resilience）两大核心议题，旨在提供一套从理论到实践的全面分析框架与先进技术工具集。 本书并非侧重于单一的控制理论或软件安全分析，而是立足于系统工程的宏观视角，探讨系统如何设计、运行和恢复，以确保在特定性能指标不被突破的前提下，有效应对各种可能出现的异常情况。 --- 第一部分：复杂系统鲁棒性理论基础与建模 本部分奠定了系统鲁棒性分析的理论基石，并介绍了用于描述高维、非线性、不确定性系统的精确建模方法。 第一章：不确定性与系统建模范式 本章首先明确了复杂系统中不确定性的来源与分类，包括模型误差、参数不确定性、环境扰动以及外部载荷的随机性。随后，系统性地梳理了适用于不确定性分析的建模范式： 1. 区间分析与集值分析（Set-Valued Analysis）： 探讨如何使用区间和集合来精确描述不确定参数可能占据的范围，而非单一的概率分布假设。重点介绍基于可能集（Possibility Sets）和信任区（Trust Regions）的建模方法。 2. 模糊系统与证据理论： 引入Dempster-Shafer证据理论，用于处理知识不完备或相互冲突的信息源，构建基于证据推理的系统状态模型。 3. 高维耦合系统的状态空间重构： 针对大量变量相互依赖的系统（如大型电网或复杂制造单元），介绍利用降维技术（如主成分分析的非线性扩展）和先进的张量分解方法，在保留关键动态特性的同时，简化模型复杂度，以利于后续的鲁棒性分析。 第二章：性能指标的鲁棒性度量 鲁棒性并非一个单一的概念，其核心在于系统性能在不确定性扰动下的保持能力。本章详细阐述了度量鲁棒性的数学框架： 1. 小裕度（Margin）理论的扩展： 讨论传统的频率响应裕度（增益裕度和相位裕度）在时变、非线性系统中的局限性，并介绍基于Lyapunov函数和Hamiltonian函数的全局稳定性鲁棒性度量。 2. $H_{infty}$ 控制与性能界限： 深入探讨$H_{infty}$范数在量化系统对外部干扰输入（如噪声、未建模动态）的敏感度方面的应用，重点解析如何通过设计加权函数来平衡性能（追求精确跟踪）与鲁棒性（抵抗干扰）。 3. 基于风险的鲁棒性量化（Risk-Based Robustness）： 结合概率论和决策论，引入条件风险价值（CVaR）等概念，用于评估在超过特定性能阈值时发生灾难性后果的潜在损失，从而为工程决策提供风险导向的指标。 --- 第二部分：系统鲁棒性分析的先进计算技术 本部分侧重于将理论模型转化为可计算的分析工具，尤其关注于在计算受限的大规模系统中的高效求解策略。 第三章：求解鲁棒优化问题 鲁棒优化旨在找到一组控制参数，使得在所有可能的不确定性情景下，系统的性能指标最优或满足约束。 1. 确定性等价（Deterministic Equivalences）： 针对线性与凸二次系统中的鲁棒优化问题，介绍如何将其转化为可求解的半定规划（SDP）问题或线性规划（LP）问题，利用凸优化理论保证全局最优解。 2. 非凸与大规模鲁棒优化： 针对工程中常见的非凸鲁棒优化，引入Benders分解、Cutting Plane方法以及定制的迭代算法，用于解决参数依赖于不确定变量的复杂约束集。重点分析了在固定点迭代过程中可能出现的收敛性问题及应对策略。 3. 启发式与元启发式方法在鲁棒设计中的应用： 当解析解或精确凸松弛不可行时，探讨遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）等方法在搜索高维鲁棒设计空间中的有效性与局限性。 第四章：模型降阶与定性分析 在分析大型、高阶系统时，计算成本成为主要瓶颈。本章关注如何通过简化模型进行有效的鲁棒性验证。 1. 基于奇异摄动理论的降阶方法： 针对快慢动态分离的系统，介绍如何应用奇异摄动理论构建低阶的等效鲁棒模型，并分析降阶过程中引入的残余不确定性。 2. 区间矩阵的特征值分析： 探讨当系统矩阵参数在区间内变化时，系统特征值簇的范围和位置如何变化。引入M-矩阵和$D$-稳定性的概念，用于判断系统在参数变化区域内的稳定性边界。 3. 区间控制器的设计： 区别于设计固定参数控制器，本章研究如何设计一组参数在特定区间内波动的控制器，使得系统在所有这些控制器配置下都能保持所需的鲁棒性能。 --- 第三部分：系统弹性与自适应恢复机制 鲁棒性强调系统在面对扰动时不发生性能下降，而弹性则侧重于系统在遭受破坏后快速恢复到可接受运行状态的能力。 第五章：弹性量化与动态恢复模型 本章将弹性分析提升到与鲁棒性同等重要的地位，构建了描述系统动态恢复过程的数学框架。 1. 弹性曲线的构建与特征分析： 定义了弹性度量（Resilience Metrics），包括恢复时间、恢复性能损失的累积量等。通过建立描述系统状态随时间恢复过程的微分方程组，分析弹性曲线的形状（如指数恢复、分段线性恢复）。 2. 多重故障场景下的恢复路径规划： 针对连续发生的或连锁反应的故障，引入基于事件驱动的系统模型（如Petri网的扩展），用于模拟故障传播，并规划最优的资源调度和切换策略以加速恢复。 3. 基于预测控制的弹性增强： 探讨如何利用模型预测控制（MPC）框架，在系统检测到性能下降迹象时，提前计算出最优的恢复动作序列，以最小化弹性损失。 第六章：适应性控制与故障诊断-恢复耦合 真正的弹性需要系统具备感知、诊断和主动适应的能力。 1. 自适应鲁棒控制（Adaptive Robust Control）： 针对系统动态参数随时间发生漂移或未知外部负载增加的情况，介绍基于神经网络或模糊逻辑的自适应律设计，用于实时调整控制器增益，以维持既定的鲁棒裕度。 2. 基于信息的故障诊断与状态估计： 详细阐述卡尔曼滤波的扩展形式（如扩展卡尔曼滤波EKF、无迹卡尔曼滤波UKF）在处理非线性系统状态估计中的作用，以及如何将诊断结果（故障类型和严重程度）无缝地输入到弹性恢复模块。 3. 系统重构与多模式操作： 讨论在关键组件失效后，系统如何通过改变拓扑结构（如电路的旁路、机械臂的重新构型）来实现功能重构。这涉及图论在系统连接性分析中的应用以及模态切换控制的设计，确保在重构后系统能快速收敛到次优但可接受的运行模式。 --- 第四部分：工程案例与前沿应用 本书最后部分通过实际案例展示了所介绍理论和技术的应用潜力，特别是跨学科交叉领域的挑战。 第七章：大规模电网系统的鲁棒性与弹性 以现代智能电网为例，分析其在新能源接入、天气突变和网络攻击下的脆弱性。讨论如何利用最优潮流计算的鲁棒性扩展来设计输电网络的备用容量，以及利用分布式能源（DER）的快速响应能力来增强区域电网的局部弹性。 第八章：高超声速飞行器与环境不确定性 针对高超声速飞行器在进入大气层时面临的气动参数剧烈变化和热载荷不确定性，本书探讨了如何利用区间分析方法确定飞行包线，并设计在整个不确定性包络内保持稳定姿态和轨迹的鲁棒控制器。 第九章：网络化控制系统的安全与弹性协同 在传感器、控制器和执行器通过通信网络互联的系统中，通信延迟、丢包和网络攻击引入了新的不确定性维度。本章分析了网络诱导的稳定性破坏机制，并提出了结合网络拥塞控制与控制律带宽优化的协同弹性策略，确保系统在网络受限条件下的安全运行。 本书内容深入浅出，理论严谨，同时紧密结合工程实际需求，是系统控制、航空航天、电力工程及高级自动化领域研究人员、工程师和高年级学生的宝贵参考资料。
著者信息
图书目录
第1 章 概述
1.1 引言
1.1.1 大型工業過程的運行安全需求
1.1.2 複雜裝備系統運行的安全需求
1.2 系統運行安全性
1.2.1 故障
1.2.2 事故
1.2.3 運行安全性
1.3 系統運行安全性分析及評估
1.3.1 系統運行安全事故分析
1.3.2 系統運行危險特性與影響
1.3.3 系統運行危險因素
1.3.4 系統運行安全性分析
1.3.5 系統運行安全性評估
1.3.6 系統運行安全保障
參考文獻
第2 章 系統運行安全危險分析及事故演化
2.1 概述
2.2 危險源分析
2.2.1 危險源分類
2.2.2 危險源識别與控制
2.2.3 系統危險因素分析
2.3 系統運行危險分析
2.3.1 運行危險分析方法
2.3.2 「危險因素- 事故」演化機理分析與建模
2.3.3 系統運行故障危險分析
2.3.4 人因誤操作危險分析
2.3.5 外擾作用下的危險分析
2.4 系統運行安全事故演化分析
2.4.1 事故動態演化
2.4.2 事故鏈式演化
2.5 系統運行安全事故典型分析方法
2.5.1 典型分析方法1： 事故樹分析方法
2.5.2 典型分析方法2： 失效模式與影響分析
2.5.3 典型分析方法3： 因果分析法
2.5.4 典型分析方法4： 事件樹分析
2.6 典型案例分析
2.6.1 案例一： 基於事故樹的低溫液氫加注事故演化分析
2.6.2 案例二： 基於層次分解方法的複雜系統漏電分析
參考文獻
第3 章 運行系統檢測訊號處理
3.1 概述
3.2 訊號降噪
3.2.1 噪聲在小波變換下的特性
3.2.2 基於閾值決策的小波去噪算法步驟
3.2.3 閾值的選取及量化
3.2.4 小波去噪的在線實現
3.3 訊號一致性檢驗
3.3.1 動態系統訊號一致性檢驗
3.3.2 訊號的相似程度聚類分析
3.4 非平穩訊號分析
3.4.1 希爾伯特變換
3.4.2 固有時間尺度分解方法
3.4.3 冗餘小波變換
3.4.4 線性正則變換
參考文獻
第4 章 系統運行異常工況識别
4.1 概述
4.2 基於統計分析的運行工況識别
4.2.1 PCA 方法及其發展
4.2.2 基於特徵樣本提取的KPCA 異常工況識别
4.2.3 基於MSKPCA 的異常工況識别
4.2.4 基於滑動時間窗的MSKPCA 在線異常工況識别
4.3 基於訊號分析方法的運行系統異常工況識别
4.3.1 訊號分析方法與運行異常工況識别
4.3.2 小波奇異值檢測及運行異常工況識别
4.4 基於模式分類的運行系統異常工況識别
4.4.1 模式分類與運行系統異常工況識别
4.4.2 基於潛在資訊聚類的工況在線識别
參考文獻
第5 章 系統運行故障診斷
5.1 概述
5.2 機械傳動系統的故障診斷
5.2.1 機械傳動系統的故障特點
5.2.2 機械傳動系統典型故障診斷方法
5.2.3 應用案例
5.3 電氣系統的故障診斷
5.3.1 電氣系統的故障特點
5.3.2 電氣系統典型故障診斷方法
5.3.3 應用案例
5.4 驅動控制系統的故障診斷
5.4.1 驅動控制系統的故障特點
5.4.2 驅動控制系統典型故障診斷方法
5.4.3 應用案例
5.5 過程系統的故障診斷
5.5.1 過程系統的故障特點
5.5.2 過程系統典型故障診斷方法
5.5.3 應用案例
參考文獻
第6 章 系統運行安全分析與評估
6.1 概述
6.2 動態系統運行安全風險表徵和建模
6.2.1 系統運行安全風險表徵
6.2.2 系統運行安全風險轉移過程
6.2.3 系統運行安全風險水準估計
6.2.4 系統運行安全風險建模
6.3 系統運行安全分析
6.3.1 系統動態安全分析方法
6.3.2 系統運行過程安全分析
6.4 系統運行安全評估
6.4.1 系統運行安全評估體系構建
6.4.2 系統運行安全評估指標體系及評價體系
6.4.3 運行安全性評估計算方法
6.4.4 典型評估方法——層次分析方法
6.4.5 典型評估方法——灰色評估決策方法
6.4.6 典型評估方法——模糊決策評價方法
6.4.7 典型評估方法——概率安全性評估方法
參考文獻
第7 章 動態系統安全運行智慧監控關鍵技
術及應用
7.1 動態系統安全運行監控資訊化需求
7.2 動態系統運行實時監測數據處理技術分析
7.2.1 動態系統安全監測管控系統構建技術
7.2.2 動態系統安全監測數據組織處理技術
7.2.3 動態系統安全監測決策數據呈現技術
7.3 動態系統安全運行監測管控系統功能分析
7.3.1 數據資源管理需求
7.3.2 監測數據分析處理功能
7.3.3 動態系統安全分析決策功能
7.3.4 健康管理功能
7.4 動態系統安全運行智慧監控決策關鍵技術
7.4.1 運行過程智慧物聯感知技術
7.4.2 智慧診斷技術
7.4.3 智慧健康評估及安全決策技術
7.5 動態系統安全運行控制決策——以航天發射飛行為例
7.5.1 航天發射飛行安全控制域及安全等級
7.5.2 航天發射飛行安全控制參數計算
7.5.3 航天發射飛行安全控制決策模式及框架
7.5.4 航天發射飛行安全智慧應急決策
7.5.5 系統應用
參考文獻
1.1 引言
1.1.1 大型工業過程的運行安全需求
1.1.2 複雜裝備系統運行的安全需求
1.2 系統運行安全性
1.2.1 故障
1.2.2 事故
1.2.3 運行安全性
1.3 系統運行安全性分析及評估
1.3.1 系統運行安全事故分析
1.3.2 系統運行危險特性與影響
1.3.3 系統運行危險因素
1.3.4 系統運行安全性分析
1.3.5 系統運行安全性評估
1.3.6 系統運行安全保障
參考文獻
第2 章 系統運行安全危險分析及事故演化
2.1 概述
2.2 危險源分析
2.2.1 危險源分類
2.2.2 危險源識别與控制
2.2.3 系統危險因素分析
2.3 系統運行危險分析
2.3.1 運行危險分析方法
2.3.2 「危險因素- 事故」演化機理分析與建模
2.3.3 系統運行故障危險分析
2.3.4 人因誤操作危險分析
2.3.5 外擾作用下的危險分析
2.4 系統運行安全事故演化分析
2.4.1 事故動態演化
2.4.2 事故鏈式演化
2.5 系統運行安全事故典型分析方法
2.5.1 典型分析方法1： 事故樹分析方法
2.5.2 典型分析方法2： 失效模式與影響分析
2.5.3 典型分析方法3： 因果分析法
2.5.4 典型分析方法4： 事件樹分析
2.6 典型案例分析
2.6.1 案例一： 基於事故樹的低溫液氫加注事故演化分析
2.6.2 案例二： 基於層次分解方法的複雜系統漏電分析
參考文獻
第3 章 運行系統檢測訊號處理
3.1 概述
3.2 訊號降噪
3.2.1 噪聲在小波變換下的特性
3.2.2 基於閾值決策的小波去噪算法步驟
3.2.3 閾值的選取及量化
3.2.4 小波去噪的在線實現
3.3 訊號一致性檢驗
3.3.1 動態系統訊號一致性檢驗
3.3.2 訊號的相似程度聚類分析
3.4 非平穩訊號分析
3.4.1 希爾伯特變換
3.4.2 固有時間尺度分解方法
3.4.3 冗餘小波變換
3.4.4 線性正則變換
參考文獻
第4 章 系統運行異常工況識别
4.1 概述
4.2 基於統計分析的運行工況識别
4.2.1 PCA 方法及其發展
4.2.2 基於特徵樣本提取的KPCA 異常工況識别
4.2.3 基於MSKPCA 的異常工況識别
4.2.4 基於滑動時間窗的MSKPCA 在線異常工況識别
4.3 基於訊號分析方法的運行系統異常工況識别
4.3.1 訊號分析方法與運行異常工況識别
4.3.2 小波奇異值檢測及運行異常工況識别
4.4 基於模式分類的運行系統異常工況識别
4.4.1 模式分類與運行系統異常工況識别
4.4.2 基於潛在資訊聚類的工況在線識别
參考文獻
第5 章 系統運行故障診斷
5.1 概述
5.2 機械傳動系統的故障診斷
5.2.1 機械傳動系統的故障特點
5.2.2 機械傳動系統典型故障診斷方法
5.2.3 應用案例
5.3 電氣系統的故障診斷
5.3.1 電氣系統的故障特點
5.3.2 電氣系統典型故障診斷方法
5.3.3 應用案例
5.4 驅動控制系統的故障診斷
5.4.1 驅動控制系統的故障特點
5.4.2 驅動控制系統典型故障診斷方法
5.4.3 應用案例
5.5 過程系統的故障診斷
5.5.1 過程系統的故障特點
5.5.2 過程系統典型故障診斷方法
5.5.3 應用案例
參考文獻
第6 章 系統運行安全分析與評估
6.1 概述
6.2 動態系統運行安全風險表徵和建模
6.2.1 系統運行安全風險表徵
6.2.2 系統運行安全風險轉移過程
6.2.3 系統運行安全風險水準估計
6.2.4 系統運行安全風險建模
6.3 系統運行安全分析
6.3.1 系統動態安全分析方法
6.3.2 系統運行過程安全分析
6.4 系統運行安全評估
6.4.1 系統運行安全評估體系構建
6.4.2 系統運行安全評估指標體系及評價體系
6.4.3 運行安全性評估計算方法
6.4.4 典型評估方法——層次分析方法
6.4.5 典型評估方法——灰色評估決策方法
6.4.6 典型評估方法——模糊決策評價方法
6.4.7 典型評估方法——概率安全性評估方法
參考文獻
第7 章 動態系統安全運行智慧監控關鍵技
術及應用
7.1 動態系統安全運行監控資訊化需求
7.2 動態系統運行實時監測數據處理技術分析
7.2.1 動態系統安全監測管控系統構建技術
7.2.2 動態系統安全監測數據組織處理技術
7.2.3 動態系統安全監測決策數據呈現技術
7.3 動態系統安全運行監測管控系統功能分析
7.3.1 數據資源管理需求
7.3.2 監測數據分析處理功能
7.3.3 動態系統安全分析決策功能
7.3.4 健康管理功能
7.4 動態系統安全運行智慧監控決策關鍵技術
7.4.1 運行過程智慧物聯感知技術
7.4.2 智慧診斷技術
7.4.3 智慧健康評估及安全決策技術
7.5 動態系統安全運行控制決策——以航天發射飛行為例
7.5.1 航天發射飛行安全控制域及安全等級
7.5.2 航天發射飛行安全控制參數計算
7.5.3 航天發射飛行安全控制決策模式及框架
7.5.4 航天發射飛行安全智慧應急決策
7.5.5 系統應用
參考文獻
图书序言
- ISBN：9786263321137
- EISBN：9786263322134
- 規格：普通級 / 初版
- 出版地：台灣
- 檔案格式：EPUB固定版型
- 建議閱讀裝置：平板
- TTS語音朗讀功能：無
- 檔案大小：100.4MB
- 本書分類：專業/教科書/政府出版品> 工程類> 機械工程
图书试读
序
動態系統在現代化工業中廣泛存在，如冶金、化工、核電等大型工業過程，運載火箭、航天器、大型客機、高速鐵路等複雜裝備系統。這種大型化的複雜動態系統是維持民生、國家經濟穩定發展的重要組成部分，是國家支柱產業構成的重要內容。動態系統結構複雜，其運行故障和事故的發生，會造成環境污染、設備損壞、財產損失、人員傷亡等重大問題。因此，保障大型工業過程與複雜裝備系統的運行安全和長期無事故，具有重要的實際工程意義和學術研究價值。
大型工業過程和複雜裝備是一類典型的動態系統，通常由時間演化子系統和事件驅動子系統相互作用組成，包含大量的連續過程和若干調度決策過程。這類系統體系結構和運行受不同性質的過程交替作用，故障機理和傳播路徑愈加複雜。實踐表明，動態系統的整體安全性與其規模和複雜度成反比，細微的異常或故障就可能造成災難性的後果，或導致巨大的損失。如何對系統運行安全性進行定量分析和評價，是動態系統運行安全工程實踐和理論研究的關鍵問題。
本書基於這一需求，以大型工業過程與複雜裝備系統為對象，開展動態系統運行安全性研究，涉及控制、機械、電氣、系統科學、管理等學科的熱點、難點方向。全書共分為7章，圍繞動態系統運行安全性，分别針對系統安全性的概念、運行安全危險分析及事故演化、檢測訊號處理、運行異常工況識别、運行故障診斷、系統運行安全分析與評估、系統安全運行智慧監控關鍵技術與應用等內容進行了深入分析和論述。
第1章為概述。分析了大型工業過程與複雜裝備系統的運行安全需求，闡述了動態系統事故、故障與運行安全性等相關概念，介紹了運行安全事故分析、危險特性與影響、運行危險因素、運行安全性分析與評估、運行安全保障等研究內容與現狀。
第2章為系統運行安全危險分析及事故演化。介紹了不同目的和環境下的危險源分類體系、危險分析方法、危險源辨識與控制，以系統運行安全事故典型分析方法為例，探討了安全事故傳播與演化過程，並給出了相應的典型案例。
第3章為運行系統檢測訊號處理。討論了運行系統檢測訊號降噪、一致性分析、訊號處理等問題。介紹了強噪聲環境下基於小波的檢測訊號降噪方法；運行系統多點冗餘採集造成動態訊號採集衝突下的動態訊號一致性檢驗和聚類分析方法；非平穩訊號的希爾伯特變換、固有時間尺度分解、線性正則變換方法。
第4章為系統運行異常工況識别。討論了如何根據監測數據識别出運行系統工況異常。介紹了基於統計分析的異常工況識别方法、基於訊號分析方法的異常工況識别方法以及基於模式分類的異常工況識别方法，給出了應用案例和必要的對比分析。
第5章為系統運行故障診斷。討論了系統在運行過程中出現的故障問題。分别以機械傳動系統、電氣系統、驅動控制系統以及過程系統等常見動態系統作為對象，介紹了基於小波理論、深度置信網路等故障診斷方法，並透過應用實例對幾種故障診斷方法的優缺點進行了分析。
第6章為系統運行安全分析與評估。介紹了運行安全風險表徵與建模和系統運行安全分析方法，從系統運行過程安全分析的角度，闡述了故障和人在回路誤操作兩種情況下的運行過程安全分析方法。概述了安全性評估體系構建的思路，介紹了安全評估指標體系及評價體系的構建方法和典型的安全性評估方法。
第7章為動態系統安全運行智慧監控關鍵技術及應用。分析了動態系統運行安全監測資訊化需求；在需求分析的基礎上定義了包括數據採集、數據存取管理、數據處理、狀態監測與異常預警、故障分析與定位、健康狀態評估與預測、安全管控決策等系統應用功能模塊；以航天發射飛行安全控制決策為典型案例，闡述了一種針對動態系統的運行安全控制決策的技術方法和任務流程，並給出了測試及實施結果。
本書是作者多年來在該領域從事理論研究與實踐的總結，同時綜合了海內外相關技術理論及工程應用的最新發展動態。內容上力求做到深入淺出，理論與應用並重，具有較強的系統性、完整性、實用性和技術前瞻性。本書作者希望透過從技術理論和工程實踐等方面的詳盡闡述，使廣大讀者能夠從抽象和具象方面對動態系統運行安全性分析與技術有系統和深入的理解和認識。
本書第1、7章由柴毅撰寫，第2、6章由張可撰寫，第3章由魏善碧撰寫，第4、5章由毛永芳、柴毅撰寫，全書由柴毅統稿。課題組研究人員重慶大學尹宏鵬教授、郭茂耘副教授、胡友強副教授、屈劍鋒副教授，以及博士研究生朱哲人、唐秋、任浩、李豔霞、劉玉虎、王一鳴、劉博文和碩士研究生賀孝言、朱燕、朱博等在文稿和圖表整理等基礎工作中付出了辛勤的工作，林慶老師做了大量審稿組織工作，這裡一併表示感謝！
由於作者水準有限，書中不妥之處在所難免，誠懇廣大讀者批評指正，以便今後改正和完善。
動態系統在現代化工業中廣泛存在，如冶金、化工、核電等大型工業過程，運載火箭、航天器、大型客機、高速鐵路等複雜裝備系統。這種大型化的複雜動態系統是維持民生、國家經濟穩定發展的重要組成部分，是國家支柱產業構成的重要內容。動態系統結構複雜，其運行故障和事故的發生，會造成環境污染、設備損壞、財產損失、人員傷亡等重大問題。因此，保障大型工業過程與複雜裝備系統的運行安全和長期無事故，具有重要的實際工程意義和學術研究價值。
大型工業過程和複雜裝備是一類典型的動態系統，通常由時間演化子系統和事件驅動子系統相互作用組成，包含大量的連續過程和若干調度決策過程。這類系統體系結構和運行受不同性質的過程交替作用，故障機理和傳播路徑愈加複雜。實踐表明，動態系統的整體安全性與其規模和複雜度成反比，細微的異常或故障就可能造成災難性的後果，或導致巨大的損失。如何對系統運行安全性進行定量分析和評價，是動態系統運行安全工程實踐和理論研究的關鍵問題。
本書基於這一需求，以大型工業過程與複雜裝備系統為對象，開展動態系統運行安全性研究，涉及控制、機械、電氣、系統科學、管理等學科的熱點、難點方向。全書共分為7章，圍繞動態系統運行安全性，分别針對系統安全性的概念、運行安全危險分析及事故演化、檢測訊號處理、運行異常工況識别、運行故障診斷、系統運行安全分析與評估、系統安全運行智慧監控關鍵技術與應用等內容進行了深入分析和論述。
第1章為概述。分析了大型工業過程與複雜裝備系統的運行安全需求，闡述了動態系統事故、故障與運行安全性等相關概念，介紹了運行安全事故分析、危險特性與影響、運行危險因素、運行安全性分析與評估、運行安全保障等研究內容與現狀。
第2章為系統運行安全危險分析及事故演化。介紹了不同目的和環境下的危險源分類體系、危險分析方法、危險源辨識與控制，以系統運行安全事故典型分析方法為例，探討了安全事故傳播與演化過程，並給出了相應的典型案例。
第3章為運行系統檢測訊號處理。討論了運行系統檢測訊號降噪、一致性分析、訊號處理等問題。介紹了強噪聲環境下基於小波的檢測訊號降噪方法；運行系統多點冗餘採集造成動態訊號採集衝突下的動態訊號一致性檢驗和聚類分析方法；非平穩訊號的希爾伯特變換、固有時間尺度分解、線性正則變換方法。
第4章為系統運行異常工況識别。討論了如何根據監測數據識别出運行系統工況異常。介紹了基於統計分析的異常工況識别方法、基於訊號分析方法的異常工況識别方法以及基於模式分類的異常工況識别方法，給出了應用案例和必要的對比分析。
第5章為系統運行故障診斷。討論了系統在運行過程中出現的故障問題。分别以機械傳動系統、電氣系統、驅動控制系統以及過程系統等常見動態系統作為對象，介紹了基於小波理論、深度置信網路等故障診斷方法，並透過應用實例對幾種故障診斷方法的優缺點進行了分析。
第6章為系統運行安全分析與評估。介紹了運行安全風險表徵與建模和系統運行安全分析方法，從系統運行過程安全分析的角度，闡述了故障和人在回路誤操作兩種情況下的運行過程安全分析方法。概述了安全性評估體系構建的思路，介紹了安全評估指標體系及評價體系的構建方法和典型的安全性評估方法。
第7章為動態系統安全運行智慧監控關鍵技術及應用。分析了動態系統運行安全監測資訊化需求；在需求分析的基礎上定義了包括數據採集、數據存取管理、數據處理、狀態監測與異常預警、故障分析與定位、健康狀態評估與預測、安全管控決策等系統應用功能模塊；以航天發射飛行安全控制決策為典型案例，闡述了一種針對動態系統的運行安全控制決策的技術方法和任務流程，並給出了測試及實施結果。
本書是作者多年來在該領域從事理論研究與實踐的總結，同時綜合了海內外相關技術理論及工程應用的最新發展動態。內容上力求做到深入淺出，理論與應用並重，具有較強的系統性、完整性、實用性和技術前瞻性。本書作者希望透過從技術理論和工程實踐等方面的詳盡闡述，使廣大讀者能夠從抽象和具象方面對動態系統運行安全性分析與技術有系統和深入的理解和認識。
本書第1、7章由柴毅撰寫，第2、6章由張可撰寫，第3章由魏善碧撰寫，第4、5章由毛永芳、柴毅撰寫，全書由柴毅統稿。課題組研究人員重慶大學尹宏鵬教授、郭茂耘副教授、胡友強副教授、屈劍鋒副教授，以及博士研究生朱哲人、唐秋、任浩、李豔霞、劉玉虎、王一鳴、劉博文和碩士研究生賀孝言、朱燕、朱博等在文稿和圖表整理等基礎工作中付出了辛勤的工作，林慶老師做了大量審稿組織工作，這裡一併表示感謝！
由於作者水準有限，書中不妥之處在所難免，誠懇廣大讀者批評指正，以便今後改正和完善。
用户评价
评分
老實說，要評價一本我尚未深入閱讀的書，最好的方式就是從它的「潛在影響力」來推測。如果這本書的內容紮實，邏輯清晰，那麼它很可能成為許多研究所實驗室的必備參考資料，用來指導畢業論文的研究方向和方法論的選取。但對我這樣的產業人士來說，書籍的「可用性」往往比「學術原創性」更重要。我希望看到的是，書中引用的各種標準（如ISO或IEC相關的安全標準）是否能被清晰地對應到書中提出的分析工具上。在安全工程領域，標準的遵循性是重中之重。如果這本書只是提出了抽象的數學工具，而沒有明確指出這些工具在實際規範驗證流程中的具體應用點，那麼它的實用價值就會大打折扣。總結來說，它給我的感覺是「高階、理論性強」，適合用來深化對系統安全本質的理解，但對於「落地實施」的細節，我還在尋找更具體的操作指南。
评分這本書的排版風格，給我的第一印象是「學術期刊的放大版」。字體間距適中，圖表的使用也相對克制，沒有過多花俏的色彩來分散注意力，這點在閱讀複雜公式和推導過程時，確實有助於集中精神。不過，對於初學者來說，這樣的排版可能稍嫌吃力。動態系統的分析本身就有一定的門檻，如果作者能在關鍵術語第一次出現時，提供更口語化、更生活化的比喻或類比，也許能幫助讀者更快地進入狀況。例如，在討論李雅普諾夫穩定性（Lyapunov Stability）時，如果能用一個簡單的機械擺動或水流控制的例子來輔助說明，而不是直接丟出高維度的矩陣運算，效果會好很多。我期待的是一種能夠「循序漸進」的引導，而非直接將讀者拋入理論深海。這本書的結構看起來很縝密，但這種縝密有時會變成一種阻礙，讓人覺得每一步都必須耗費大量心力才能通過。
评分這本書的封面設計，說實話，挺樸實的，有點像教科書的風格，顏色選用上也沒有太多花俏的設計，就是那種一看就知道是學術或技術類的書籍。不過，書名很明確地指向了「動態系統」這個領域，加上「運行安全性分析與技術」這幾個關鍵詞，對於在工業界或研究單位跟系統穩定性打交道的人來說，吸引力是蠻大的。我之前剛好在處理一個大型自動化設備的故障排除，那時候就很希望手邊能有一本這種專門探討動態行為與安全邊界設定的工具書。可惜這本書的內容似乎比較偏向理論基礎和方法論的建構，對於實際操作層面，像是特定軟體介面如何配置，或是標準化測試流程的實作細節，著墨可能就沒有那麼深。如果能多加一些真實案例的「除錯日誌」或是「模擬情境分析」的截圖或更詳盡的數據圖表，對於像我這樣需要快速套用知識解決眼前問題的實務工作者來說，會更有幫助。總體而言，它給人的感覺是紮實的理論基石，但如果你的需求是「即戰力」的工具箱，可能還要再找找其他補充材料。
评分我得說，光從書名來看，它散發出的那種嚴謹的學術氣息，讓我不禁聯想到大學部高年級或研究所的教材。這類書籍的價值往往在於它對基本原理的闡述是否到位，以及它是否能提供一個清晰的分析框架。對於想深入理解為什麼系統會以特定方式響應外力干擾的讀者來說，它應該會是個不錯的選擇。我個人對系統辨識（System Identification）的部分特別感興趣，因為在實際場域中，我們常常面臨的挑戰是無法完全掌握系統的精確數學模型，只能透過量測數據來推估。如果這本書能提供一套從數據採集到模型建立的完整步驟，並特別強調在「不確定性」環境下的安全邊界如何設定，那就太棒了。但現實是，我翻閱時感受到的更多是一種概念上的引導，關於如何將理論模型轉化為工程上可執行的指令，這中間的「橋樑」部分，似乎還有待加強。總之，它比較像是為「架構師」設計的，而不是為「施工隊」準備的。
评分從技術圖書的市場定位來看，這本《動態系統運行安全性分析與技術》似乎瞄準的是一個相當專業的利基市場，它不是一本廣泛適用於所有工程師的入門讀物，而更像是為那些需要處理極端可靠性要求場域（比如航空航天、核能、高精度製造）的專家所準備的參考書。在安全性分析這塊，重點通常在於故障樹分析（FTA）或事件樹分析（ETA）如何與動態響應模型結合。我特別好奇，書中對於「失效模式與效應分析」（FMEA）在動態情境下的延伸探討是否足夠深入。因為在時變系統中，單點的靜態失效分析往往不足以涵蓋所有風險。如果這本書能提供一套結合即時監測數據與預測性維護的綜合框架，而不僅僅是事後的分析方法，那它的實用價值會大幅提升。目前看來，它的論述較偏向理論模型驗證，對於「即時決策支持系統」的建構著墨不多，這在當今強調工業物聯網（IIoT）的環境下，略顯保守。
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 ttbooks.qciss.net All Rights Reserved. 小特书站 版权所有