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第1章 绪论1

1.1 复杂系统建模与仿真方法概述1

1.1.1 复杂系统建模与仿真研究现状1

1.1.2 复杂过程建模常用方法4

1.2 复杂过程故障诊断6

1.2.1 动态系统故障诊断6

1.2.2 化工过程故障诊断8

第2章 实体语法系统11

2.1 实体语法系统基本概念12

2.2 实体语法系统与数学、复杂系统的关系13

2.3 实体语法系统与涌现性14

第3章 调控流图建模方法17

3.1 调控流图的定义17

3.1.1 调控流图的形式化定义17

3.1.2 定性调控流图的形式化定义20

3.2 调控流图的建模方法21

3.2.1 基于工艺流程图的调控流图建模方法21

3.2.2 基于数学模型的调控流图建模方法24

3.2.3 调控流图建模与相关建模方法的差异26

3.3 CSTR系统的调控流图建模27

第4章 基于调控流图的定性仿真32

4.1 调控流图定性仿真系统32

4.1.1 定性仿真系统的基本原理32

4.1.2 调控流图定性仿真系统的形式化定义33

4.1.3 调控流图定性仿真系统中的推理规则34

4.2 基于调控流图的CSTR定性仿真系统38

第5章 基于调控流图的故障诊断40

5.1 故障诊断与复杂系统涌现性的关系40

5.2 基于调控流图的故障诊断系统42

5.2.1 基于实体语法系统的故障诊断策略42

5.2.2 调控流图故障诊断系统的形式化定义42

5.2.3 调控流图故障诊断系统中的假设集成43

5.3 基于调控流图的CSTR故障诊断43

第6章 调控流图量化方法47

6.1 调控流图量化的基本原理47

6.1.1 基于S-系统的调控流图量化方法47

6.1.2 调控流图通用动力学方程49

6.1.3 基于数据的调控流图量化方法52

6.2 调控流图量化的步骤53

6.2.1 基本步骤53

6.2.2 用于调控流图自动学习的粒子群算法54

6.3 调控流图量化方法在CSTR系统中的应用55

6.3.1 CSTR系统仿真55

6.3.2 CSTR系统调控流图的S-系统方程55

6.3.3 CSTR系统调控流图的通用动力学方程57

6.3.4 基于观测数据的CSTR的调控流图模型59

6.3.5 基于调控流图通用动力学方程的CSTR故障监测63

第7章 调控流图的动态人工神经网络68

7.1 人工神经网络68

7.1.1 人工神经网络的发展阶段68

7.1.2 常用人工神经网络70

7.1.3 人工神经网络与一些算法的联合使用74

7.2 基于调控流图的动态人工神经网络模型76

7.3 动态神经网络建模平台80

7.3.1 平台设计思路80

7.3.2 平台模块构建81

7.3.3 平台的功能及应用84

第8章 调控流图在TE过程故障监测中的应用86

8.1 TE过程86

8.2 建模方法89

8.2.1 基本思路89

8.2.2 模型的拓扑结构89

8.2.3 模型的参数估计91

8.3 基于模型的TE过程故障监测92

第9章 调控流图在原油蒸馏故障诊断中的应用95

9.1 原油蒸馏工业过程95

9.1.1 技术背景95

9.1.2 原油蒸馏工艺流程96

9.1.3 原油蒸馏工业过程仿真系统97

9.2 原油蒸馏过程的调控流图建模99

9.2.1 建模思路99

9.2.2 建模的基本原则100

9.2.3 原油蒸馏过程的调控流图模型101

9.3 基于调控流图模型的原油蒸馏过程故障诊断101

9.3.1 原油蒸馏中的故障与故障诊断思路101

9.3.2 调控流图的定性仿真与简化102

9.3.3 故障诊断模型105

第10章 调控流图在系统生物学中的应用109

10.1 系统生物学109

10.1.1 系统生物学提出的背景109

10.1.2 系统生物学中的定性仿真技术110

10.1.3 数据挖掘相关的Dependency Network与决策树111

10.2 糖尿病调控流图建模111

10.2.1 糖尿病的病理机制111

10.2.2 糖尿病调控流图模型112

10.3 糖尿病调控流图模型的应用116

10.3.1 糖尿病病理过程定性仿真116

10.3.2 糖尿病关键靶点的识别125

第11章 调控流图在中药作用机理解析中的应用129

11.1 中药作用机理研究129

11.1.1 中药作用机理的复杂性129

11.1.2 中药作用机理研究现状130

11.1.3 中药作用机理研究与系统生物学的关系133

11.1.4 中药作用机理研究存在的问题134

11.2 中药作用过程的调控流图模型135

11.2.1 建模思路135

11.2.2 中药作用机理调控流图模型135

11.3 中药作用机理解析平台的构建139

11.3.1 系统基本架构139

11.3.2 数据库建立141

11.3.3 推理引擎的建立148

11.3.4 平台网站建立154

第12章 调控流图研究与应用展望161

附录163

附录1 常见化工过程单元的调控流图模型163

附录2 原油蒸馏仿真系统对故障的仿真数据177

参考文献181