過程式控制制系統

過程式控制制系統（第3版）

叢書名：21世紀高等學校本科電子電氣專業系列實用教材

作 譯 者：李國勇，何小剛，楊麗娟

出版時間：2017-05

千 字 數：500

版 次：01-01

頁 數：312

開 本：16開

I S B N ：9787121313035

本書系統地論述了過程式控制制系統的發展、組成、分類、性能指標，被控過程的數學模型及其獲取方法，單迴路控制系統的基本概念，串級控制系統的結構組成、工作原理，串級控制系統的方案設計，補償控制原理和前饋控制的幾種結構形式，大純滯後生產過程的概念，常規控制方案的實現，預估補償控制方案的設計與實現，比值控制系統、均勻控制系統、分程式控制制系統、選擇性控制系統的基本概念，系統設計與實現和參數整定，多變數解耦控制系統，計算機過程式控制制系統的組成與類型，直接數字控制系統的基本概念及組成、數字式PID控制演演算法及數字式PID的參數整定、先進控制策略的介紹，以及順序控制系統、典型單元及生產過程的控制等多方面的內容。

第1章 概述（1）

1.1 過程式控制制的要求與任務（1）

1.2 過程式控制制系統的組成與特點（3）

1.2.1 過程式控制制系統的組成（3）

1.2.2 過程式控制制系統特點（5）

1.3 過程式控制制系統的性能指標（6）

1.3.1 單項性能指標（7）

1.3.2 綜合性能指標（7）

1.4 過程式控制制系統的設計（8）

1.4.1 確定系統變數（9）

1.4.2 確定控制方案（10）

1.4.3 過程式控制制系統硬體選擇（10）

1.4.4 設計安全保護系統（11）

1.4.5 系統調試和投運（11）

1.5 過程式控制制的發展與趨勢（12）

1.5.1 過程式控制制裝置的進展（12）

1.5.2 過程式控制制策略的進展（15）

本章小結（15）

習題（16）

第2章 被控過程的數學模型（17）

2.1 過程模型概述（17）

2.1.1 被控過程的動態特性（17）

2.1.2 數學模型的表達形式與要求（20）

2.1.3 建立過程數學模型的基本方法（23）

2.2 機理法建模（24）

2.2.1 單容對象的傳遞函數（24）

2.2.2 多容對象的傳遞函數（29）

2.3 測試法建模（32）

2.3.1 對象特性的實驗測定方法（32）

2.3.2 測定動態特性的時域法（33）

2.3.3 測定動態特性的頻域法（40）

2.4 利用MATLAB建立過程模型（42）

本章小結（48）

習題（48）

第3章 執行器（50）

3.1 氣動調節閥的結構（50）

3.1.1 氣動執行機構（50）

3.1.2 閥（51）

3.1.3 閥門定位器（52）

3.2 調節閥的流量係數（53）

3.2.1 調節閥的流量方程（53）

3.2.2 流量係數的定義（54）

3.2.3 流量係數計算（55）

3.3 調節閥結構特性和流量特性（59）

3.3.1 調節閥的結構特性（60）

3.3.2 調節閥的流量特性（62）

3.3.3 調節閥的可調比（66）

3.4 氣動調節閥的選型（68）

3.4.1 調節閥結構形式的選擇（69）

3.4.2 調節閥氣開與氣關形式的選擇（69）

3.4.3 調節閥流量特性的選擇（70）

3.4.4 調節閥口徑的確定（71）

3.5 利用MATLAB確定調節閥的口徑（78）

本章小結（84）

習題（84）

第4章 PID控制原理（86）

4.1 PID控制的特點（86）

4.2 比例控制（P控制） （87）

4.2.1 比例控制的調節規律和比例帶（87）

4.2.2 比例控制的特點（88）

4.2.3 比例帶對控制過程的影響（90）

4.3 比例積分控制（PI控制） （92）

4.3.1 積分控制的調節規律（92）

4.3.2 比例積分控制的調節規律（94）

4.3.3 積分飽和現象與抗積分飽和的措施（95）

4.4 比例積分微分控制（PID控制） （97）

4.4.1 微分控制的調節規律（97）

4.4.2 比例微分控制的調節規律（97）

4.4.3 比例微分控制的特點（98）

4.4.4 比例積分微分控制的調節規律（99）

4.5 數字PID控制（100）

4.5.1 基本的數字PID控制演演算法（101）

4.5.2 改進的數字PID控制演演算法（102）

4.6 利用MATLAB實現PID控制規律（104）

本章小結（108）

習題（109）

第5章 簡單控制系統（110）

5.1 簡單控制系統的分析（110）

5.1.1 控制系統的工作過程（110）

5.1.2 簡單控制系統的組成（111）

5.1.3 簡單離散控制系統的組成（113）

5.2 簡單控制系統的設計（114）

5.2.1 被控變數和操作變數的選擇（114）

5.2.2 檢測變送儀錶的選擇（117）

5.2.3 控制器的選型（119）

5.3 簡單控制系統的整定（123）

5.3.1 控制器參數整定的基本要求（124）

5.3.2 PID控制器參數的工程整定（125）

5.3.3 PID控制器參數的自整定（133）

5.4 簡單控制系統的投運（135）

5.5 簡單控制系統的故障與處理（137）

5.6 利用MATLAB對簡單控制系統進行模擬（139）

5.6.1 利用MATLAB對PID控制器參數進行整定（139）

5.6.2 利用Simulink對PID控制器參數進行自整定（142）

本章小結（146）

習題（146）

第6章 串級控制系統（148）

6.1 串級控制系統的基本概念（148）

6.1.1 串級控制的提出（148）

6.1.2 串級控制系統的組成（151）

6.1.3 串級控制系統的工作過程（151）

6.2 串級控制系統的分析（153）

6.2.1 增強系統的抗干擾能力（153）

6.2.2 改善對象的動態特性（155）

6.2.3 對負荷變化有一定的自適應能力（157）

6.3 串級控制系統的設計（157）

6.3.1 副迴路的選擇（158）

6.3.2 主、副迴路工作頻率的選擇（159）

6.3.3 主、副控制器的選型（162）

6.4 串級控制系統的整定（164）

6.4.1 逐步逼近法（165）

6.4.2 兩步整定法（165）

6.4.3 一步整定法（166）

6.5 串級控制系統的投運（167）

6.6 利用MATLAB對串級控制系統進行模擬（167）

本章小結（173）

習題（173）

第7章 補償控制系統（174）

7.1 補償控制的原理（174）

7.2 前饋控制系統（175）

7.2.1 前饋控制的概念（175）

7.2.2 前饋控制系統的結構（176）

7.2.3 前饋控制系統的設計（182）

7.2.4 前饋控制系統的整定（186）

7.3 大遲延控制系統（189）

7.3.1 大遲延系統的概述（189）

7.3.2 大遲延控制系統的設計（189）

7.4 利用MATLAB對補償控制系統進行模擬（194）

本章小結（197）

習題（198）

第8章 特殊控制系統（199）

8.1 比值控制系統（199）

8.1.1 比值控制的概念（199）

8.1.2 比值控制系統的類型（200）

8.1.3 比值控制系統的設計（204）

8.1.4 控制器的選型和整定（211）

8.2 均勻控制系統（213）

8.2.1 均勻控制的概念（213）

8.2.2 均勻控制系統的設計（214）

8.2.3 均勻控制系統的整定（217）

8.3 分程式控制制系統（218）

8.3.1 分程式控制制的概念（218）

8.3.2 分程式控制制系統的應用（219）

8.3.3 分程式控制制系統的實施（222）

8.4 自動選擇性控制系統（225）

8.4.1 自動選擇性控制的概念（225）

8.4.2 自動選擇性控制系統的類型（225）

8.4.3 控制器的選型和整定（228）

8.5 順序控制系統（230）

8.5.1 順序控制的概念（230）

8.5.2 順序控制組成（230）

8.3.3 順序控制的表示及設計方法（231）

8.6 利用MATLAB對特殊控制系統進行模擬（234）

本章小結（238）

習題（238）

第9章 解耦控制系統（240）

9.1 解耦控制的基本概念（240）

9.1.1 控制迴路間的耦合（240）

9.1.2 被控對象的典型耦合結構（241）

9.2 解耦控制系統的分析（242）

9.2.1 耦合程度的分析（242）

9.2.2 相對增益分析法（243）

9.2.3 減少及消除耦合的方法（249）

9.3 解耦控制系統的設計（251）

9.3.1 前饋補償解耦法（251）

9.3.2 反饋解耦法（254）

9.3.3 對角陣解耦法（255）

9.3.4 單位陣解耦法（256）

9.4 解耦控制系統的實施（257）

9.4.1 解耦控制系統的穩定性（257）

9.4.2 多變數控制系統的部分解耦（258）

9.4.3 解耦控制系統的簡化（258）

9.5 利用MATLAB對解耦控制系統進行模擬（259）

本章小結（263）

習題（264）

第10章 計算機過程式控制制系統（266）

10.1 計算機過程式控制制系統簡介（266）

10.2 計算機過程式控制制系統的組成（267）

10.3 計算機過程式控制制系統的類型（268）

10.4 先進過程式控制制方法（273）

本章小結（277）

習題（277）

第11章 電廠鍋爐設備的控制（278）

11.1 火力發電廠工藝流程（278）

11.2 鍋爐給水控制系統（279）

11.2.1 概述（279）

11.2.2 給水系統的主被調參數、調節參數及控制方式（280）

11.2.3 給水系統的對象特性（281）

11.2.4 給水系統的控制方案（283）

11.3 鍋爐主蒸汽溫度控制（285）

11.3.1 概述（285）

11.3.2 氣溫控制的被調參數和調節參數及對象特性（285）

11.3.3 過熱汽溫控制基本方案（287）

11.4 鍋爐燃燒控制系統（290）

11.4.1 燃燒控制的任務（290）

11.4.2 燃燒系統的被調參數及控制參數（291）

11.4.3 燃燒系統對象的動態特性（291）

11.4.4 燃燒系統的控制方案（293）

附錄A 儀錶位號（297）

參考文獻（299）