本教材以现代过程控制工程实践为驱动力，充分展示现代复杂工业系统中的工业对象分析与建模、信号检测与软测量技术、模型的识别与分析、控制系统设计与实践，以及如何将先进控制技术融入传统过程，并配备有从单元控制、典型设备控制、典型流程控制案例分析和设计过程控制系统。
工业领域正在全球范围内发挥越来越重要的作用，是推动科技创新、经济增长和社会稳定的重要力量。但与此同时，市场竞争也在变得愈发激烈。客户需要新的、高质量的产品，要求以更快的速度交付根据客户要求定制的产品。此外，还必须不断提高生产力水平。只有那些能以更少的能源和资源完成产品生产的企业，才能够应对不断增长的成本压力。而过程控制技术是现代工业的基石，是人类对生产力发展需求的产物。过程控制技术的有效运用能够缩短产品上市时间、提高生产效率和灵活性，帮助工业企业保持在市场上的竞争优势。
本书是一本综合性、工程性及实用性专业课教材，将过程控制技术与控制系统实现方法相结合。本书在综合制造业未来与工业过程控制技术发展趋势后，着重讲述过程控制的基本原理及其工程实现，阐述如何将控制理论知识应用到实际工业过程，内容简洁明了、通俗易懂、图文并茂、重点突出地在描述过程控制系统构成和工作原理的基础上，注重实践，并将理论与工业过程实践有机结合。
工业领域即将迎来第四次工业革命，恰如当前生产数字化与自动化的如影随形。其目标都是为了提高生产力，实现更高的效率、生产速度以及更加优异的质量。只有如此，企业才能在通往未来工业的征途上持续保持竞争力。谨以此书献给在高等学校学习的自动化及其相关专业学生和工作在第一线的过程控制工程师，望推动先进过程控制技术在工业生产过程中的推广和应用。
彭开香，1971年生，北京科技大学自动化学院教授，博士生导师，控制科学与工程系主任。从事专业方向主要为：复杂工业系统的故障诊断与预测、复杂工业系统的建模与控制、大型分布式控制系统的仿真与优化等。长期从事复杂生产过程控制与优化等相关科研工作，负责或作为主要参加人参与科研项目三十多项。曾获冶金科技进步一等奖一项，教育部科技进步二等奖一项，获得国家科技进步二等奖一项。
1. 绪论
1.1过程控制的发展概况及特点
1.1.1 过程控制的发展概况
1.1.2过程控制系统的特点
1.1.3过程控制的主要内容
1.2过程控制系统的组成及分类
1.2.1过程控制系统的组成
1.2.2过程控制系统的分类
1.3过程控制系统的两种表示形式
1.3.1方框图
1.3.2管道及仪表流程图
1.4过程控制系统的性能指标及要求
1.4.1过程控制系统的过渡过程
1.4.2过程控制系统的性能指标
1.4.3过程程控制的要求
2. 过程检测仪表与执行器
2.1过程检测仪表
2.1.1过程检测的概念及特点
2.1.2 温度的检测与变送
2.1.3 压力的检测与变送
2.1.4 流量的检测与变送
2.1.5 物位的检测与变送
2.2执行器
2.2.1执行机构
2.2.2调节机构
2.2.3调节阀的流量特性
2.2.4气动执行器的气开、气关形式
2.2.5电—气转换器
2.2.6阀门定位器
2.2.7执行器的选择与安装
2.3安全栅
2.3.1安全防爆的基本概念
2.3.2安全火花防爆系统
2.3.3安全栅的工作原理
3. 工业过程数学模型
3.1 工业过程模型概述
3.2工业过程静态模型
3.2.1 机理模型
3.2.2 统计模型
3.3 工业过程动态模型
3.3.1 动态数学模型的作用和要求
3.3.2 动态数学模型的类型
3.3.3 建立动态数学模型的途径
3.3.4 工业过程动态机理模型径
3.3.5 过程辨识与参数估计
3.3.6 典型过程动态数学模型
4. 简单控制系统
4.1简单控制系统组成
4.2简单过程控制系统的设计
4.2.1控制系统设计步骤
4.2.2设计中需要注意的问题
4.2.3 被控变量的选择
4.2.4 操纵变量的选择
4.2.5 检测变送环节对系统的影响
4.2.6 控制阀的选择
4.2.7 控制器控制规律的选择及正反作用的确定
4.3控制系统的投运
4.3.1 投运前的准备工作
4.3.2控制系统的投运次序
4.4控制系统参数整定
4.3.1 投运前的准备工作
4.3.2控制系统的投运次序
5. 常用复杂控制系统
5.1串级控制系统
5.1.1串级控制系统的基本结构和工作原理
5.1.2串级控制系统的特点和效果分析
5.1.3串级控制系统的设计
5.1.4控制器的选型和参数整定
5.1.5串级控制系统的应用实例
5.2大滞后过程控制系统
5.2.1概述
5.2.2纯滞后补偿原理
5.2.3史密斯预估控制的实现
5.3前馈控制系统
5.3.1前馈控制的原理及特点
5.3.2静态前馈控制
5.3.3动态前馈控制
5.3.4前馈-反馈控制
5.3.5前馈控制的应用
5.4比值控制系统
5.4.1比值系统的基本原理和类型
5.4.2比值系数的计算
5.4.3比值控制系统的设计
5.4.4比值控制系统的参数整定
5.4.5比值控制系统的应用实例
5.5选择性控制系统
5.5.1选择性控制基本原理
5.5.2 选择性控制系统的类型
5.5.3选择性控制系统的设计问题
5.5.4选择性控制系统应用实例
5.6分程控制系统
5.6.1分程控制的工作原理和类型
5.6.2分程控制系统的设计
5.6.3分程控制系统的应用
5.7双重控制系统
5.7.1基本原理
5.7.2双重控制系统性能分析
5.7.3系统设计和实施中的问题
5.7.4双重控制系统应用实例
5.8差拍控制系统
5.8.1差拍控制系统概述
5.8.2最小拍控制算法
5.8.3大林控制算法
5.8.4 V.E.控制算法
5.9均匀控制系统
5.9.1均匀控制原理
5.9.2均匀控制的实现方案
5.10非线性过程控制系统
5.10.1常见非线性环节
5.10.2非线性增益补偿
5.10.3非线性PID调节器
6. 先进过程控制技术
6.1预测控制
6.1.1 简单预测控制
6.1.2 模型预测控制
6.1.3 动态矩阵控制
6.1.4广义预测控制
6.2自适应控制
6.2.1 简单自适应控制
6.2.2 变增益自适应控制
6.2.3 模型参考自适应控制
6.2.4 自校正控制
6.3解耦控制
6.3.1 系统间的关联
6.3.2 解耦控制
6.4模糊控制
6.4.1 模糊逻辑基础
6.4.2 模糊控制
6.5神经网络控制
6.5.1 神经网络概述
6.5.2 神经网络控制
6.6专家系统控制
6.6.1 专家控制系统概述
6.6.2 专家系统构造
6.7 工业过程综合自动化系统
6.7.1 综合自动化系统的组成结构
6.7.2 综合自动化系统的特性
6.7.3综合自动化系统的工业过程应用与发展趋势
7. 典型过程单元控制
7.1过程设备的位置控制
7.1.1电机驱动位置控制
7.1.2液压驱动位置控制
7.2流体输送设备的控制
7.2.1泵的控制
7.2.2变频调速器的控制
7.2.3压缩机的控制
7.3传热设备的控制
7.3.1传热设备的稳态数学模型
7.3.2一般传热设备的控制
7.3.3传热设备的热焓与热量控制方案
7.4工业炉窑的控制
7.4.1玻璃炉窑的控制
7.4.2燃烧式工业炉窑的控制
7.4.3水泥炉窑的控制
7.5化学反应器的控制
7.5.1化学反应器的控制要求
7.5.2化学反应器的热稳定性
7.5.3化学反应器的基本控制策略
7.5.4化学反应器的基本控制方案
8. 典型工业流程转炉炼钢过程控制
8.1转炉炼钢工艺与设备
8.1.1转炉炼钢的原材料和设备
8.1.2转炉炼钢冶炼过程概述
8.1.3转炉炼钢的基本工艺制度
8.1.4转炉炼钢的控制技术
8.1.5 转炉炼钢的静态控制
8.1.6 转炉炼钢的动态控制
8.1.7 转炉炼钢的全自动控制
8.2转炉模型计算机系统配置
8.2.1 系统设计原则
8.2.2 计算机控制系统结构
8.2.3 系统结构说明
8.2.4 系统软件配置
8.2.5 硬件设备
8.3 系统功能
8.3.1 冶炼计划
8.3.2 入炉物料浏览
8.3.3 冶炼过程监控
8.3.4 历史过程查询
8.3.5 化学成分
8.3.6 参数标准设定与调整
8.3.7 物料概况浏览
8.3.8 设备维护日志
8.3.9 报表
8.3.10 系统管理
8.4转炉炼钢工艺模型
8.4.1 转炉炼钢二级系统的模型概述
8.4.2 转炉静动态模型流程
8.4.3 冶炼过程监控
8.4.4 转炉的静态模型
8.4.5 静态模型建模原理
8.4.6 静态模型建模步骤
8.4.7 静态模型的变量
8.4.8 静态模型建模的假设
8.4.9 静态模型的建立
8.4.10 静态模型的计算过程
8.5转炉炼钢动态模型
8.5.1 动态模型建模原理
8.5.2 动态模型建模步骤
8.5.3 动态模型的建立
8.6转炉炼钢计算机过程控制
8.6.1 转炉监控信息
8.6.2 转炉静态模型计算流程
8.6.3 转炉动态模型计算流程
9. 典型工艺流程带钢热连轧过程控制
9.1带钢热连轧概述
9.1.1工艺简介
9.1.2设置轧线过程计算机系统的目的
9.1.3轧线过程计算机系统的控制范围
9.1.4过程控制系统的特点
9.2轧线过程计算机的系统结构和网络配置
9.2.1硬件系统网络配置
9.2.2软件平台
9.3带钢热连轧过程控制主要功能
9.3.1物料跟踪
9.3.2初始数据的输入
9.3.3轧辊磨损和热凸度模型
9.3.4粗轧设定模型
9.3.5 精轧设定模型
9.3.6 精轧温度控制
9.3.7 精轧厚度控制
9.3.8 精轧板形控制
9.3.9 卷取温度控制
9.3.10 卷取机本体控制
10. 基工业过程控制实践
10.1简单过程控制系统
10.2串级控制系统
10.3比值控制系统
10.4前馈控制系统
10.5纯滞后系统
10.6解耦控制系统
10.7综合实例
参考文献
当前图书最新荐购
