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이 책은 Seborg, Edgar, Mellicamp, Doyle 교수가 저술한 “Process Dynamics and Control Techniques, 4th edition”의 한국어판이다.
바이오 공학, 첨단 재료공정과 같이 화공 엔지니어에게 흥미로운 많은 복잡한 시스템을 이해하기 위해서는 공정 제어의 동적 거동, 되먹임 그리고 안정성의 개념이 중요하다. 공정 제어의 입문 과정은 이론과 실제가 적절히 균형 잡혀 있어야 하며, 특히 동적 거동, 물리 및 경험 기반의 모델링, 컴퓨터 시뮬레이션, 측정 및 제어 기술, 기본 제어 개념 및 고급 제어 전략을 강조해야 한다.
이 책은 교수가 기본 주제를 다루면서 개별적으로 고급 주제를 포함할 수 있도록 구성되어 있으며, 학부 수준에서 단일 강좌 또는 연속 강좌로 10~30주간의 수업이 가능하도록 기초를 제공하고 있다. 또한, 이 교재는 산업체에 종사하는 엔지니어들의 자체 학습을 위해 가독성을 높이고 모듈화 될 수 있도록 합리적인 분량의 장으로 나누어져 있다. 이러한 구성은 내용의 연속성을 잃지 않고 일부 장을 생략할 수 있게 해준다.
이 책에 사용된 수학의 수준은 미분 방정식과 관련된 강좌를 최소한 하나 이상 이수한 화학공학도를 대상으로 하며, 필요에 따라 제어 시스템 분석에 필요한 추가적인 수학적 도구도 도입되었다. 이 책에서는 실제로 사용되는 공정 제어 기술들을 강조하였으며 내용을 이해하는 데 필요한 경우에만 자세한 수학적 분석을 제공하였다. 주요 이론 개념은 다양한 예제, 연습문제 그리고 시뮬레이션과 함께 설명되어 있다.
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01. 서론
02. 화학공정의 이론 모델
03. 라플라스 변환
04. 전달함수 모델
05. 1차 및 2차 공정의 동적 특성
06. 좀더 복잡한 공정의 동적 응답 특성
07. 공정 데이터를 사용한 경험 모델 개발
08. 피드백 제어기
09. 제어계 계장
10. 공정의 안전과 공정 제어
11. 닫힌 루프 제어시스템의 동적 거동과 안정성
12. PID 제어기 설계, 튜닝 및 문제해결
13. 프로세스 단위 수준의 제어 전략
14. 주파수 응답 해석과 제어계 설계
15. 피드포워드와 비제어
16. 향상된 단일 루프 제어전략
17. 디지털 샘플링, 필터링 및 제어
18. 다중 루프 및 다변수 제어
19. 실시간 최적화
20. 모델예측제어
21. 공정 모니터링
22. 회분 공정 제어
23. 생물계 제어 설계
24. 생물 시스템의 동력학과 제어
Appendix A. 디지털 공정 제어시스템
Appendix B. 보존 방정식에 대한 열역학적
Appendix C. 제어 시뮬레이션 소프트웨어
Appendix D. 장치화 기호
Appendix E. 공정 제어 모듈
Appendix F. 확률 및 통계에서 기본 개념 검토
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