过程控制系统
出版社：清华大学出版社
年代：2010
定价：45.0
书籍简介:
本书系统地阐述了简短和复杂控制系统的结构、原理、设计、分析和评价，并深入解剖了两个典型生产过程控制的实例，力图从生产过程特点出发，对控制系统进行综合设计和优选。
作者介绍:
书籍目录:
绪论
0.1 生产过程自动化的发展概况和趋势
0.2 过程控制的任务和要求
0.3 控制系统的组成、分类与性能指标
0.4 本书的结构与教学安排
思考题与习题
参考文献
第一篇 简单控制系统
第1章 生产过程的数学模型
1.1 被控对象的动态特性
1.1.1 基本概念
1.1.2 若干简单被控对象的动态特性
1.1.3 工业过程自由度分析
1.1.4 工业过程动态特性的特点
1.2 过程数学模型及其建立方法
1.2.1 过程数学模型的表达形式与对模型的要求
1.2.2 建立过程数学模型的基本方法
1.2.3 常用的辨识建模方法
1.3 小结
第2章 常规控制及其过程分析
2.1 基本概念
2.2 比例控制(p控制)与积分控制(i控制)
2.2.1 比例控制、积分控制的动作规律
2.2.2 比例控制和积分控制的特点
2.2.3 比例带和积分速度对控制过程的影响
2.3 比例积分控制(pi控制)与比例积分微分控制(pid控制)
2.3.1 比例积分控制
2.3.2 积分饱和现象与抗积分饱和
2.3.3 比例微分控制
2.3.4 比例积分微分控制规律及特点
2.4 小结
第3章 控制系统的整定
3.1 控制系统整定的基本要求
3.1.1 单项性能指标
3.1.2 误差积分性能指标
3.2 衰减频率特性法
3.2.1 稳定度判据
3.2.2 频率特性法整定控制器参数
3.3 工程整定法
3.3.1 特性参数法
3.3.2 稳定边界法
3.3.3 衰减曲线法
3.3.4 其他整定方法
3.4 控制器参数的自整定
3.4.1 极限环法
3.4.2 模式识别法
3.4.3 鲁棒pid参数整定法
3.5 小结
第4章 控制系统中的仪器仪表
4.1 检测变送仪表
4.1.1 传感器
4.1.2 变送器
4.2 执行器——气动调节阀
4.2.1 气动执行机构
4.2.2 调节阀与阀门定位器
4.2.3 调节阀的流量系数与流量特性
4.2.4 气动调节阀选型
4.3 安全栅
4.3.1 危险区域的分类
4.3.2 防爆仪表的分类、分级和分组
4.3.3 防爆安全栅
4.4 小结
第一篇小结
思考题与习题
参考文献
第二篇 复杂控制系统
第5章 串级控制系统与比值控制系统
5.1 串级控制系统的概念
5.2 串级控制系统的分析
5.3 串级控制系统设计中的几个问题
5.3.1 副回路的设计
5.3.2 主、副回路工作频率的选择
5.3.3 防止控制器积分饱和的措施
5.4 控制器的选型和整定方法
5.4.1 逐步逼近法
5.4.2 两步整定法
5.5 比值控制系统
5.5.1 比值系数的计算
5.5.2 比值系统中的非线性特性
5.5.3 比值控制系统的整定
5.5.4 常见比值控制系统
5.6 小结
第6章 基于补偿原理的控制系统
6.1 概述
6.2 前馈控制
6.2.1 基本概念
6.2.2 静态前馈控制
6.2.3 动态前馈控制
6.2.4 前馈-反馈控制系统
6.3 大迟延控制
6.3.1 概述
6.3.2 采用补偿原理克服大迟延的影响
6.3.3 史密斯预估器的几种改进方案
6.4 非线性增益补偿
6.4.1 概述
6.4.2 对象静态非线性特性的补偿
6.5 小结
第7章 解耦控制系统
7.1 相对增益
7.1.1 相对增益的定义
7.1.2 求取相对增益的方法
7.1.3 相对增益矩阵特性
7.1.4 奇异值分析法
7.2 耦合系统中的变量匹配和控制参数整定
7.2.1 变量之间的配对
7.2.2 控制回路之间的耦合影响及其整定
7.2.3 回路间动态耦合的影响
7.3 解耦控制系统的设计
7.3.1 前馈补偿法
7.3.2 对角矩阵法
7.3.3 单位矩阵法
7.4 设计解耦控制系统中的问题
7.4.1 解耦系统的稳定性
7.4.2 部分解耦
7.4.3 解耦系统的简化
7.5 小结
第二篇小结
思考题与习题
参考文献
第三篇 先进控制系统
第8章 推理控制
8.1 推理控制问题的提出
8.2 推理控制系统
8.2.1 推理控制系统的组成
8.2.2 推理控制器的设计
8.2.3 模型误差对系统性能的影响
8.3 多变量推理控制系统
8.3.1 控制器的V规范型结构
8.3.2 V规范型控制器的设计
8.3.3 滤波阵的选择
8.4 应用举例
8.4.1 丁烷精馏塔及其近似传递函数
8.4.2 二次输出量的选择
8.4.3 控制作用的限幅
8.5 软测量
8.5.1 基于机理分析模型的软测量技术
8.5.2 基于实验建模的软测量技术
8.6 小结
第9章 预测控制
9.1 预测控制问题的提出
9.2 预测控制系统
9.2.1 预测控制的基本原理
9.2.2 预测控制算法
9.2.3 预测控制的机理分析
9.3 预测控制中的几个问题
9.3.1 系统的稳定性和鲁棒性
9.3.2 非最小相位系统中的预测控制
9.3.3 大迟延系统中的预测控制
9.4 应用举例
9.5 小结
第10章 间歇过程控制
10.1 间歇过程控制系统
10.1.1 间歇过程概述
10.1.2 间歇过程控制的特点和要求
10.1.3 间歇过程控制模型
10.2 顺序控制和逻辑控制
10.2.1 典型的间歇操作顺序
10.2.2 间歇过程的顺序逻辑表达方式
10.2.3 状态转换的监视
10.3 间歇生产过程的控制
10.3.1 间歇反应器的控制
10.3.2 快速热处理过程的控制
10.4 间歇过程的先进控制
10.4.1 run-to-run控制
10.4.2 迭代学习控制
10.5 间歇生产过程的管理
10.6 小结
第11章 整厂控制
11.1 概述
11.1.1 整厂控制的提出
11.1.2 整厂控制的定义
11.1.3 整厂控制的内容
11.2 整厂控制问题的描述
11.2.1 物料再循环
11.2.2 热集成
11.2.3 整厂控制的数学模型
11.2.4 控制自由度
11.2.5 一个整厂控制的典型案例
11.3 整厂控制系统的特性
11.3.1 再循环带来的稳态响应特性——雪崩效应
11.3.2 再循环带来的动态响应特性——-整体响应速度趋缓
11.3.3 热集成对动态响应特性的影响——不稳定性与反向响应
11.3.4 过程扰动的传播特性
11.4 整厂控制系统的一般设计过程
11.4.1 确定被控变量
11.4.2 选择测量点
11.4.3 确定控制变量
11.4.4 设计整厂控制结构
11.5 小结
第12章 实时优化
12.1 生产过程中的实时最优化概述
12.2 实时优化问题的描述
12.2.1 过程优化目标
12.2.2 约束和运行模型
12.2.3 实现优化的方法
12.3 优化算法
12.3.1 最优化方法概述
12.3.2 线性规划
12.3.3 非线性规划算法
12.3.4 二次规划
12.3.5 智能优化算法
12.4 实时优化应用案例
12.4.1 乙醛生产过程的实时优化
12.4.2 集动态控制与稳态优化于一体的精馏过程实时优化
12.4.3 FCCU反应再生过程的实时优化
12.5 小结
第三篇小结
思考题与习题
参考文献
第四篇 过程计算机控制系统
第13章 数字控制系统
13.1 数字控制系统的组成
13.2 数字控制系统的理论分析基础知识
13.2.1 采样定理
13.2.2 离散系统的理论分析方法
13.2.3 连续控制系统到数字控制系统的转换
13.2.4 数字滤波
13.2.5 数据处理
13.3 数字控制算法
13.3.1 pid控制算式
13.3.2 pid控制算式的改进
13.3.3 数字式pid调节参数的整定
13.4 数字系统与连续系统的接口
13.4.1 数据输出
13.4.2 人机界面
13.5 小结
第14章 计算机控制系统
14.1 直接数字控制系统
14.1.1 直接数字控制系统的原理
14.1.2 直接数字控制系统的组成
14.1.3 直接数字控制系统的应用
14.2 集散控制系统
14.2.1 集散控制系统的组成
14.2.2 集散控制系统的特点
14.2.3 集散控制系统的功能
14.2.4 集散控制系统的应用
14.3 现场总线控制系统
14.3.1 现场总线控制系统概述
14.3.2 现场总线控制系统的组成
14.3.3 现场总线控制系统的特点
14.3.4 现场总线控制系统的功能
14.3.5 现场总线控制系统的应用
14.4 小结
第15章 控制系统中的计算机网络
15.1 计算机网络的体系结构
15.2 工业以太网
15.3 opc技术
15.3.1 组件技术
15.3.2 组件对象模型(com)
15.3.3 opc规范
15.3.4 opc的特点及其应用领域
15.4 现代企业网络结构
15.5 小结
第四篇小结
思考题与习题
参考文献
第五篇 典型装置的控制系统
第16章 精馏塔的自动控制
16.1 精馏过程及其工艺操作目标
16.1.1 精馏原理
16.1.2 连续精馏装置和流程
16.1.3 精馏塔的基本型式
16.1.4 精馏过程的工艺操作目标
16.2 精馏过程的静态特性
16.2.1 全塔物料平衡
16.2.2 内部物料平衡
16.2.3 理论塔板和塔板效率
16.2.4 能量平衡与分离度
16.3 精馏过程的动态特性
16.3.1 二元精馏塔的动态特性
16.3.2 多元精馏塔的动态特性
16.3.3 操作条件变化对分馏效果的影响
16.3.4 动态特性和动态影响分析
16.4 精馏塔质量指标的选取
16.4.1 灵敏板的温度控制
16.4.2 温差控制
16.4.3 双温差控制
16.5 精馏塔的基本控制方案
16.5.1 按精馏段指标控制
16.5.2 按提馏段指标控制
16.5.3 按塔顶塔底两端质量指标控制
16.6 精馏塔的其他控制方案
16.6.1 内回流控制
16.6.2 进料热焓控制
16.6.3 精馏塔的节能控制
16.6.4 基于软测量的产品质量直接闭环控制
16.7 小结
第17章 发酵过程的自动控制
17.1 发酵过程
17.1.1 发酵原理
17.1.2 发酵过程及其特点
17.1.3 发酵过程的数学模型
17.2 发酵过程的控制
17.2.1 发酵过程控制的目标
17.2.2 发酵过程控制的特点
17.2.3 发酵过程的基本控制系统
17.3 发酵控制系统中的几个问题
17.3.1 质量指标的软测量
17.3.2 发酵过程的补料控制
17.3.3 ph值的非线性控制
17.4 先进控制在发酵过程中的应用
17.4.1 模型预测控制
17.4.2 迭代学习控制
17.5 小结
第五篇小结
思考题与习题
参考文献
第六篇 控制系统的设计与实现
第18章 控制系统的设计
18.1 概述
18.2 工艺设计对过程控制的影响
18.3 过程控制中的自由度
18.3.1 控制自由度的计算
18.3.2 反馈控制与控制自由度
18.4 被控变量、操作变量和测量变量的选择
18.4.1 被控变量的选择
18.4.2 操作变量的选择
18.4.3 测量变量的选择
18.5 控制系统设计问题
18.6 先进控制系统的设计
18.6.1 可行性研究
18.6.2 功能设计
18.6.3 详细设计
18.6.4 试运行阶段
18.7 安全仪表系统的设计
18.7.1 工艺设计阶段的安全设计
18.7.2 基本过程控制系统的角色
18.7.3 过程报警
18.7.4 安全仪表系统
18.8 间歇过程控制系统的设计
18.8.1 间歇过程控制系统的体系结构
18.8.2 间歇过程控制系统的设计问题
18.9 小结
第19章 系统监控技术
19.1 传统的监控技术
19.1.1 测量值的上下限
19.1.2 测量值幅度变化的上限
19.1.3 采样波动的下限
19.2 基于统计分析的过程监控技术
19.2.1 单变量质量控制图
19.2.2 多变量统计技术
19.2.3 扩展的统计过程控制技术
19.3 控制性能的监控
19.4 小结
第20章 过程控制系统的实现艺术
20.1 概述
20.2 工艺过程和控制系统的集成设计
20.3 控制系统设计与安全可靠性
20.3.1 选择性控制系统
20.3.2 压缩机的防喘振控制
20.3.3 延迟焦化炉异常工况下的超驰控制
20.4 控制系统设计与经济目标优化
20.4.1 双重控制系统
20.4.2 加热炉多燃料系统的控制
20.4.3 集动态控制与稳态经济目标优化于一体的控制策略
20.5 控制系统的易用性
20.6 小结
第六篇小结
思考题与习题
参考文献
习题答案
内容摘要:
本书是作者在清华大学自动化专业多年教学和科研的总结，是在1993年出版的教材《过程控制》（金以慧主编，清华大学出版社）的基础上重新编写而成的。全书系统地阐述了简单和复杂控制系统的结构、原理、设计、分析与评价，并深入剖析了两个典型生产过程控制的实例，力图从生产过程特点出发，对控制系统进行综合设计和优选。在此基础上还讨论了过程计算机控制系统，进一步介绍了几种先进控制策略，并增加了诸如间歇过程控制、整厂控制、实时最优化、过程监控等学科前沿的内容，力求反映近年来过程控制的新发展。全书从数学和物理的基本概念着手，阐述过程控制问题的本质和特点，并添加了思考题、自学部分以及自己设计实验等内容，为培养自学能力、创新思维等提供了较大的空间。本书是面向研究型大学本科生的教材，因而更强调理论与实际的结合，培养学生分析问题和解决问题的能力，注重对前沿学科发展的理解和分析。本书可作为高等院校自动控制类和相关专业的教材，并供有关科技人员参考。
编辑推荐:
《过程控制系统》是在1993年出版的教材《过程控制》的基础上重新编写而成的，是作者在清华大学自动化系多年教学和科研成果的总结。《过程控制系统》注意深入浅出，讲清基本概念，同时力求反映近年来过程控制的新研究成果与发展，着重启发和培养学生如何从实际中提炼出问题并应用已掌握的理论知识来加以解决的能力。
《过程控制系统》是面向研究型大学本科的教材，因而更强调理论与实际的结合，注重培养学生分析问题和解决问题的能力，注重对前沿学科发展的理解和分析。
教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会牵头规划。
书籍规格:
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| 出版地 | 北京 | 出版单位 | 清华大学出版社 |
| 版次 | 2版 | 印次 | 1 |
| 定价(元) | 45.0 | 语种 | 简体中文 |
| 尺寸 | 26 × 19 | 装帧 | 平装 |
| 页数 | 印数 | ||
书籍信息归属:
过程控制系统是清华大学出版社于2011.出版的中图分类号为 TP273 的主题关于 过程控制－自动控制系统－高等学校－教材 的书籍。
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