本书从教学和应用的角度出发，全面讲解各种过程控制系统的基本概念、工作原理、系统设计分析方法和应用中的技术问题； 并通过Simulink仿真实例详细阐述了过程控制系统的设计及参数整定等技术。本书共6章，包括绪论、简单控制系统、复杂控制系统、先进控制系统、智能控制系统及锅炉设备的控制。
本书内容深入浅出，理论与Simulink仿真紧密结合。本书可作为高等院校自动化专业及其他相关专业本科生专业课的教材，也可供从事过程控制领域工作的工程技术人员参考。
教学资源配套教材为《电路原理教程》（汪建等编著，清华大学出版社）。
前言过程控制系统是自动化及其相关专业的核心课程之一，也是一门理论与生产实际密切联系的技术性课程。通过本课程的学习，要求学生能够掌握生产过程控制系统的分析、设计和工程实施能力。本书的编排如下：第1章介绍过程控制的基本概念，过程控制系统的组成、特点和分类，以及设计过程控制系统的基本步骤； 第2章是本书的重点，首先介绍简单控制系统的组成和控制性能指标，然后从过程建模、检测变送仪表的选型、控制阀的选型、控制器的控制算法以及控制器的参数整定等几个方面详细阐述了分析、设计一个简单控制系统的基本内容； 第3章介绍串级、比值、均匀、前馈、选择、分程、双重等复杂控制系统的设计与实现方法； 第4章介绍解耦控制、大滞后补偿控制、推断控制、软测量技术、模型预测控制、自适应控制等几种先进控制技术； 第5章介绍模糊控制和专家系统控制这两种典型的智能控制系统，重点讲解了模糊控制在过程控制领域的应用； 第6章详细介绍各种控制方案在锅炉设备控制中的应用。本书在内容上有如下特点： 首先是注重系统性设计思想，在第2章中将性能指标分析、过程建模、仪表和控制阀的选型、控制器的控制算法以及参数整定作为一个整体来介绍，使学生更加清晰明了地了解简单控制系统的设计内容； 其次是理论与Simulink仿真紧密结合，可以通过仿真加深对控制系统设计及参数整定方法的理解。本书主要由慕延华、华臻、林忠海编著。另外，在本书的编写过程中得到了山东工商学院信息与电子工程学院全体教师的关心和帮助，同时得到了清华大学出版社盛东亮编辑的大力支持和帮助，谨此一并表示衷心感谢！由于编者水平有限，书中难免存在不足和错误，恳请读者批评指正。作者的Email为： muyanhua@163.com。
编者2018年1月
目录
第1章绪论
1.1过程控制的基本概念
1.2过程控制系统的发展与趋势
1.3过程控制系统的组成、特点及分类
1.3.1过程控制系统的组成
1.3.2过程控制系统的特点
1.3.3过程控制系统的分类
1.4过程控制的要求和任务
1.4.1过程控制的要求
1.4.2过程控制的任务
1.5设计和实现过程控制系统的基本步骤
思考题与习题
第2章简单控制系统
2.1简单控制系统的组成和控制性能指标
2.1.1简单控制系统的组成
2.1.2过程控制系统的性能指标
2.2过程动态特性和过程建模
2.2.1典型过程动态特性
2.2.2过程特性对控制性能指标的影响
2.2.3过程建模的基本概念
2.2.4机理建模
2.2.5过程辨识与参数估计
2.3检测变送仪表的选型
2.3.1检测变送仪表概述
2.3.2测温仪表的分类与选型
2.3.3流量仪表的分类与选型
2.3.4压力仪表的分类与选型
2.3.5物位仪表的分类与选型
2.3.6检测变送信号的处理
2.4控制阀的选型
2.4.1控制阀概述
2.4.2控制阀结构形式及材质的选择
2.4.3控制阀作用方式的选择
2.4.4控制阀的流量特性
2.4.5控制阀流量特性的选择
2.4.6控制阀口径的选择
2.4.7阀门附件的选择
2.5控制器的控制算法
2.5.1概述
2.5.2模拟PID控制算法
2.5.3数字PID控制算法
2.5.4双位控制
2.6PID控制器的参数整定
2.6.1PID控制器参数整定的一般原则
2.6.2PID控制器参数的工程整定方法
2.6.3PID控制器参数的自整定方法
2.7控制系统的投运
2.7.1投运前的准备
2.7.2投运过程
思考题与习题
第3章复杂控制系统
3.1串级控制系统
3.1.1串级控制系统的基本原理和结构
3.1.2串级控制系统的特点
3.1.3串级控制系统的设计
3.1.4串级控制系统的参数整定及投运
3.1.5串级控制系统的变型
3.1.6串级控制系统Simulink仿真示例
3.2比值控制系统
3.2.1比值控制系统的基本原理和结构
3.2.2比值系数的计算
3.2.3比值控制系统的设计
3.2.4比值控制系统的参数整定和投运
3.2.5比值控制系统的变型
3.2.6比值控制系统Simulink仿真示例
3.3均匀控制系统
3.3.1均匀控制系统的基本原理
3.3.2均匀控制系统的类型
3.3.3均匀控制系统控制规律的选择及参数整定
3.3.4均匀控制系统Simulink仿真示例
3.4前馈控制系统
3.4.1前馈控制和不变性原理
3.4.2前馈控制的主要结构形式
3.4.3前馈控制系统的设计及工程实施中的几个问题
3.4.4前馈控制系统的投运与参数整定
3.4.5前馈控制系统Simulink仿真示例
3.5选择性控制系统
3.5.1选择性控制系统的基本原理
3.5.2选择性控制系统的类型
3.5.3选择性控制系统的设计
3.5.4选择性控制系统应用实例
3.6分程控制系统
3.6.1分程控制系统的基本概念和结构
3.6.2分程控制系统的应用
3.6.3分程控制系统设计和工程应用中的几个问题
3.7双重控制系统
3.7.1基本原理和结构
3.7.2双重控制系统设计和工程应用
3.7.3双重控制系统应用实例
思考题与习题
第4章先进控制系统
4.1解耦控制系统
4.1.1系统的关联分析
4.1.2相对增益和相对增益矩阵
4.1.3解耦控制系统的设计
4.1.4解除控制系统的简化设计
4.1.5解耦控制系统设计举例
4.1.6解耦控制系统的Simulink仿真
4.2大滞后补偿控制系统
4.2.1大滞后过程概述
4.2.2纯滞后对系统控制品质的影响
4.2.3Smith预估补偿控制方案
4.2.4Smith补偿器的计算机实现
4.2.5改进型Smith预估补偿控制
4.2.6Smith补偿控制系统的Simulink仿真
4.3推断控制系统
4.3.1推断控制系统的组成
4.3.2推断反馈控制系统
4.3.3输出可测条件下的推断控制
4.4软测量技术
4.4.1软测量模型的数学描述
4.4.2影响软测量性能的主要因素
4.4.3软测量的实施
4.4.4软测量的工业应用
4.5预测控制
4.5.1预测控制的发展
4.5.2预测控制的基本原理
4.5.3模型算法控制
4.6自适应控制
4.6.1自适应控制的基本概念
4.6.2模型参考自适应控制系统
4.6.3自校正控制系统
思考题与习题
第5章智能控制系统
5.1模糊控制系统
5.1.1模糊控制的基本概念及发展
5.1.2模糊集合及基本运算
5.1.3模糊关系及合成
5.1.4模糊推理
5.1.5模糊控制器的基本结构
5.1.6模糊控制器设计的若干问题
5.1.7模糊控制器设计实例
5.2专家控制系统
5.2.1专家系统与专家控制
5.2.2专家控制器
5.2.3专家控制系统的设计
思考题与习题
第6章锅炉设备的控制
6.1锅炉汽包水位的控制
6.1.1锅炉汽包水位的动态特性
6.1.2锅炉汽包水位控制方案
6.2锅炉燃烧系统的控制
6.2.1燃烧控制系统的任务
6.2.2蒸汽压力控制系统
6.2.3烟气氧含量闭环控制系统
6.2.4炉膛压力控制系统
6.2.5安全联锁控制系统
6.3蒸汽过热系统的控制
6.3.1过热蒸汽温度控制的任务
6.3.2过热蒸汽温度控制的基本方案
思考题与习题
参考文献
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