本書從教學(xué)和應(yīng)用的角度出發(fā)，全面講解各種過程控制系統(tǒng)的基本概念、工作原理、系統(tǒng)設(shè)計分析方法和應(yīng)用中的技術(shù)問題； 并通過Simulink仿真實(shí)例詳細(xì)闡述了過程控制系統(tǒng)的設(shè)計及參數(shù)整定等技術(shù)。本書共6章，包括緒論、簡單控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)及鍋爐設(shè)備的控制。
本書內(nèi)容深入淺出，理論與Simulink仿真緊密結(jié)合。本書可作為高等院校自動化專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)本科生專業(yè)課的教材，也可供從事過程控制領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員參考。
前言過程控制系統(tǒng)是自動化及其相關(guān)專業(yè)的核心課程之一，也是一門理論與生產(chǎn)實(shí)際密切聯(lián)系的技術(shù)性課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠掌握生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計和工程實(shí)施能力。本書的編排如下：第1章介紹過程控制的基本概念，過程控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)和分類，以及設(shè)計過程控制系統(tǒng)的基本步驟； 第2章是本書的重點(diǎn)，首先介紹簡單控制系統(tǒng)的組成和控制性能指標(biāo)，然后從過程建模、檢測變送儀表的選型、控制閥的選型、控制器的控制算法以及控制器的參數(shù)整定等幾個方面詳細(xì)闡述了分析、設(shè)計一個簡單控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容； 第3章介紹串級、比值、均勻、前饋、選擇、分程、雙重等復(fù)雜控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)方法； 第4章介紹解耦控制、大滯后補(bǔ)償控制、推斷控制、軟測量技術(shù)、模型預(yù)測控制、自適應(yīng)控制等幾種先進(jìn)控制技術(shù)； 第5章介紹模糊控制和專家系統(tǒng)控制這兩種典型的智能控制系統(tǒng)，重點(diǎn)講解了模糊控制在過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用； 第6章詳細(xì)介紹各種控制方案在鍋爐設(shè)備控制中的應(yīng)用。本書在內(nèi)容上有如下特點(diǎn)： 首先是注重系統(tǒng)性設(shè)計思想，在第2章中將性能指標(biāo)分析、過程建模、儀表和控制閥的選型、控制器的控制算法以及參數(shù)整定作為一個整體來介紹，使學(xué)生更加清晰明了地了解簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容； 其次是理論與Simulink仿真緊密結(jié)合，可以通過仿真加深對控制系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)整定方法的理解。本書主要由慕延華、華臻、林忠海編著。另外，在本書的編寫過程中得到了山東工商學(xué)院信息與電子工程學(xué)院全體教師的關(guān)心和幫助，同時得到了清華大學(xué)出版社盛東亮編輯的大力支持和幫助，謹(jǐn)此一并表示衷心感謝！由于編者水平有限，書中難免存在不足和錯誤，懇請讀者批評指正。作者的Email為： muyanhua@163.com。
編者2018年1月
目錄
第1章緒論
1.1過程控制的基本概念
1.2過程控制系統(tǒng)的發(fā)展與趨勢
1.3過程控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)及分類
1.3.1過程控制系統(tǒng)的組成
1.3.2過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.3.3過程控制系統(tǒng)的分類
1.4過程控制的要求和任務(wù)
1.4.1過程控制的要求
1.4.2過程控制的任務(wù)
1.5設(shè)計和實(shí)現(xiàn)過程控制系統(tǒng)的基本步驟
思考題與習(xí)題
第2章簡單控制系統(tǒng)
2.1簡單控制系統(tǒng)的組成和控制性能指標(biāo)
2.1.1簡單控制系統(tǒng)的組成
2.1.2過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
2.2過程動態(tài)特性和過程建模
2.2.1典型過程動態(tài)特性
2.2.2過程特性對控制性能指標(biāo)的影響
2.2.3過程建模的基本概念
2.2.4機(jī)理建模
2.2.5過程辨識與參數(shù)估計
2.3檢測變送儀表的選型
2.3.1檢測變送儀表概述
2.3.2測溫儀表的分類與選型
2.3.3流量儀表的分類與選型
2.3.4壓力儀表的分類與選型
2.3.5物位儀表的分類與選型
2.3.6檢測變送信號的處理
2.4控制閥的選型
2.4.1控制閥概述
2.4.2控制閥結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)的選擇
2.4.3控制閥作用方式的選擇
2.4.4控制閥的流量特性
2.4.5控制閥流量特性的選擇
2.4.6控制閥口徑的選擇
2.4.7閥門附件的選擇
2.5控制器的控制算法
2.5.1概述
2.5.2模擬PID控制算法
2.5.3數(shù)字PID控制算法
2.5.4雙位控制
2.6PID控制器的參數(shù)整定
2.6.1PID控制器參數(shù)整定的一般原則
2.6.2PID控制器參數(shù)的工程整定方法
2.6.3PID控制器參數(shù)的自整定方法
2.7控制系統(tǒng)的投運(yùn)
2.7.1投運(yùn)前的準(zhǔn)備
2.7.2投運(yùn)過程
思考題與習(xí)題
第3章復(fù)雜控制系統(tǒng)
3.1串級控制系統(tǒng)
3.1.1串級控制系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構(gòu)
3.1.2串級控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
3.1.3串級控制系統(tǒng)的設(shè)計
3.1.4串級控制系統(tǒng)的參數(shù)整定及投運(yùn)
3.1.5串級控制系統(tǒng)的變型
3.1.6串級控制系統(tǒng)Simulink仿真示例
3.2比值控制系統(tǒng)
3.2.1比值控制系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構(gòu)
3.2.2比值系數(shù)的計算
3.2.3比值控制系統(tǒng)的設(shè)計
3.2.4比值控制系統(tǒng)的參數(shù)整定和投運(yùn)
3.2.5比值控制系統(tǒng)的變型
3.2.6比值控制系統(tǒng)Simulink仿真示例
3.3均勻控制系統(tǒng)
3.3.1均勻控制系統(tǒng)的基本原理
3.3.2均勻控制系統(tǒng)的類型
3.3.3均勻控制系統(tǒng)控制規(guī)律的選擇及參數(shù)整定
3.3.4均勻控制系統(tǒng)Simulink仿真示例
3.4前饋控制系統(tǒng)
3.4.1前饋控制和不變性原理
3.4.2前饋控制的主要結(jié)構(gòu)形式
3.4.3前饋控制系統(tǒng)的設(shè)計及工程實(shí)施中的幾個問題
3.4.4前饋控制系統(tǒng)的投運(yùn)與參數(shù)整定
3.4.5前饋控制系統(tǒng)Simulink仿真示例
3.5選擇性控制系統(tǒng)
3.5.1選擇性控制系統(tǒng)的基本原理
3.5.2選擇性控制系統(tǒng)的類型
3.5.3選擇性控制系統(tǒng)的設(shè)計
3.5.4選擇性控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例
3.6分程控制系統(tǒng)
3.6.1分程控制系統(tǒng)的基本概念和結(jié)構(gòu)
3.6.2分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用
3.6.3分程控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的幾個問題
3.7雙重控制系統(tǒng)
3.7.1基本原理和結(jié)構(gòu)
3.7.2雙重控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用
3.7.3雙重控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例
思考題與習(xí)題
第4章先進(jìn)控制系統(tǒng)
4.1解耦控制系統(tǒng)
4.1.1系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)分析
4.1.2相對增益和相對增益矩陣
4.1.3解耦控制系統(tǒng)的設(shè)計
4.1.4解除控制系統(tǒng)的簡化設(shè)計
4.1.5解耦控制系統(tǒng)設(shè)計舉例
4.1.6解耦控制系統(tǒng)的Simulink仿真
4.2大滯后補(bǔ)償控制系統(tǒng)
4.2.1大滯后過程概述
4.2.2純滯后對系統(tǒng)控制品質(zhì)的影響
4.2.3Smith預(yù)估補(bǔ)償控制方案
4.2.4Smith補(bǔ)償器的計算機(jī)實(shí)現(xiàn)
4.2.5改進(jìn)型Smith預(yù)估補(bǔ)償控制
4.2.6Smith補(bǔ)償控制系統(tǒng)的Simulink仿真
4.3推斷控制系統(tǒng)
4.3.1推斷控制系統(tǒng)的組成
4.3.2推斷反饋控制系統(tǒng)
4.3.3輸出可測條件下的推斷控制
4.4軟測量技術(shù)
4.4.1軟測量模型的數(shù)學(xué)描述
4.4.2影響軟測量性能的主要因素
4.4.3軟測量的實(shí)施
4.4.4軟測量的工業(yè)應(yīng)用
4.5預(yù)測控制
4.5.1預(yù)測控制的發(fā)展
4.5.2預(yù)測控制的基本原理
4.5.3模型算法控制
4.6自適應(yīng)控制
4.6.1自適應(yīng)控制的基本概念
4.6.2模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)
4.6.3自校正控制系統(tǒng)
思考題與習(xí)題
第5章智能控制系統(tǒng)
5.1模糊控制系統(tǒng)
5.1.1模糊控制的基本概念及發(fā)展
5.1.2模糊集合及基本運(yùn)算
5.1.3模糊關(guān)系及合成
5.1.4模糊推理
5.1.5模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)
5.1.6模糊控制器設(shè)計的若干問題
5.1.7模糊控制器設(shè)計實(shí)例
5.2專家控制系統(tǒng)
5.2.1專家系統(tǒng)與專家控制
5.2.2專家控制器
5.2.3專家控制系統(tǒng)的設(shè)計
思考題與習(xí)題
第6章鍋爐設(shè)備的控制
6.1鍋爐汽包水位的控制
6.1.1鍋爐汽包水位的動態(tài)特性
6.1.2鍋爐汽包水位控制方案
6.2鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制
6.2.1燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)
6.2.2蒸汽壓力控制系統(tǒng)
6.2.3煙氣氧含量閉環(huán)控制系統(tǒng)
6.2.4爐膛壓力控制系統(tǒng)
6.2.5安全聯(lián)鎖控制系統(tǒng)
6.3蒸汽過熱系統(tǒng)的控制
6.3.1過熱蒸汽溫度控制的任務(wù)
6.3.2過熱蒸汽溫度控制的基本方案
思考題與習(xí)題
參考文獻(xiàn)
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