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第1章 绪论 1

1.1过程控制的基本概念 1

1.2过程控制系统的发展与趋势 1

1.3过程控制系统的组成、特点及分类 3

1.3.1过程控制系统的组成 3

1.3.2过程控制系统的特点 5

1.3.3过程控制系统的分类 6

1.4过程控制的要求和任务 6

1.4.1过程控制的要求 6

1.4.2过程控制的任务 6

1.5设计和实现过程控制系统的基本步骤 7

思考题与习题 9

第2章 简单控制系统 10

2.1简单控制系统的组成和控制性能指标 10

2.1.1简单控制系统的组成 10

2.1.2过程控制系统的性能指标 12

2.2过程动态特性和过程建模 15

2.2.1典型过程动态特性 15

2.2.2过程特性对控制性能指标的影响 19

2.2.3过程建模的基本概念 25

2.2.4机理建模 27

2.2.5过程辨识与参数估计 31

2.3检测变送仪表的选型 57

2.3.1检测变送仪表概述 58

2.3.2测温仪表的分类与选型 60

2.3.3流量仪表的分类与选型 63

2.3.4压力仪表的分类与选型 65

2.3.5物位仪表的分类与选型 67

2.3.6检测变送信号的处理 71

2.4控制阀的选型 75

2.4.1控制阀概述 75

2.4.2控制阀结构形式及材质的选择 77

2.4.3控制阀作用方式的选择 84

2.4.4控制阀的流量特性 86

2.4.5控制阀流量特性的选择 91

2.4.6控制阀口径的选择 92

2.4.7阀门附件的选择 102

2.5控制器的控制算法 103

2.5.1概述 103

2.5.2模拟PID控制算法 105

2.5.3数字PID控制算法 116

2.5.4双位控制 124

2.6 PID控制器的参数整定 126

2.6.1 PID控制器参数整定的一般原则 126

2.6.2 PID控制器参数的工程整定方法 127

2.6.3 PID控制器参数的自整定方法 135

2.7控制系统的投运 137

2.7.1投运前的准备 137

2.7.2投运过程 137

思考题与习题 138

第3章 复杂控制系统 139

3.1串级控制系统 139

3.1.1串级控制系统的基本原理和结构 139

3.1.2串级控制系统的特点 142

3.1.3串级控制系统的设计 144

3.1.4串级控制系统的参数整定及投运 148

3.1.5串级控制系统的变型 150

3.1.6串级控制系统Simulink仿真示例 152

3.2比值控制系统 156

3.2.1比值控制系统的基本原理和结构 156

3.2.2比值系数的计算 161

3.2.3比值控制系统的设计 163

3.2.4比值控制系统的参数整定和投运 165

3.2.5比值控制系统的变型 166

3.2.6比值控制系统Simulink仿真示例 167

3.3均匀控制系统 172

3.3.1均匀控制系统的基本原理 172

3.3.2均匀控制系统的类型 174

3.3.3均匀控制系统控制规律的选择及参数整定 176

3.3.4均匀控制系统Simulink仿真示例 177

3.4前馈控制系统 180

3.4.1前馈控制和不变性原理 180

3.4.2前馈控制的主要结构形式 181

3.4.3前馈控制系统的设计及工程实施中的几个问题 186

3.4.4前馈控制系统的投运与参数整定 187

3.4.5前馈控制系统Simulink仿真示例 187

3.5选择性控制系统 192

3.5.1选择性控制系统的基本原理 193

3.5.2选择性控制系统的类型 194

3.5.3选择性控制系统的设计 198

3.5.4选择性控制系统应用实例 199

3.6分程控制系统 201

3.6.1分程控制系统的基本概念和结构 201

3.6.2分程控制系统的应用 202

3.6.3分程控制系统设计和工程应用中的几个问题 204

3.7双重控制系统 205

3.7.1基本原理和结构 205

3.7.2双重控制系统设计和工程应用 207

3.7.3双重控制系统应用实例 207

思考题与习题 208

第4章 先进控制系统 209

4.1解耦控制系统 209

4.1.1系统的关联分析 209

4.1.2相对增益和相对增益矩阵 210

4.1.3解耦控制系统的设计 214

4.1.4解除控制系统的简化设计 216

4.1.5解耦控制系统设计举例 217

4.1.6解耦控制系统的Simulink仿真 218

4.2大滞后补偿控制系统 223

4.2.1大滞后过程概述 223

4.2.2纯滞后对系统控制品质的影响 223

4.2.3 Smith预估补偿控制方案 224

4.2.4 Smith补偿器的计算机实现 225

4.2.5改进型Smith预估补偿控制 227

4.2.6 Smith补偿控制系统的Simulink仿真 229

4.3推断控制系统 231

4.3.1推断控制系统的组成 231

4.3.2推断反馈控制系统 233

4.3.3输出可测条件下的推断控制 234

4.4软测量技术 237

4.4.1软测量模型的数学描述 237

4.4.2影响软测量性能的主要因素 238

4.4.3软测量的实施 241

4.4.4软测量的工业应用 241

4.5预测控制 242

4.5.1预测控制的发展 242

4.5.2预测控制的基本原理 243

4.5.3模型算法控制 244

4.6自适应控制 246

4.6.1自适应控制的基本概念 246

4.6.2模型参考自适应控制系统 247

4.6.3自校正控制系统 248

思考题与习题 252

第5章 智能控制系统 253

5.1模糊控制系统 254

5.1.1模糊控制的基本概念及发展 254

5.1.2模糊集合及基本运算 255

5.1.3模糊关系及合成 256

5.1.4模糊推理 258

5.1.5模糊控制器的基本结构 262

5.1.6模糊控制器设计的若干问题 264

5.1.7模糊控制器设计实例 269

5.2专家控制系统 274

5.2.1专家系统与专家控制 274

5.2.2专家控制器 274

5.2.3专家控制系统的设计 275

思考题与习题 276

第6章 锅炉设备的控制 277

6.1锅炉汽包水位的控制 278

6.1.1锅炉汽包水位的动态特性 279

6.1.2锅炉汽包水位控制方案 280

6.2锅炉燃烧系统的控制 284

6.2.1燃烧控制系统的任务 284

6.2.2蒸汽压力控制系统 285

6.2.3烟气氧含量闭环控制系统 287

6.2.4炉膛压力控制系统 288

6.2.5安全联锁控制系统 289

6.3蒸汽过热系统的控制 289

6.3.1过热蒸汽温度控制的任务 289

6.3.2过热蒸汽温度控制的基本方案 290

思考题与习题 291

参考文献 292