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绪论 1

第一章 被控对象的特性及其实验方法 3

第一节 概述 3

一、分析法 3

二、实验测定法 3

第二节 单容对象的动态特性及其数学描述 4

一、水槽水位的动态特性 5

二、加热对象的动态特性 7

三、气罐的动态特性 8

四、对象动态特性 9

五、对象的自衡特性 10

第三节 多容对象的特性、容量滞后、纯滞后 12

一、双容对象的特性和容量滞后 12

二、纯滞后 13

一、概述 15

二、时域法 15

第四节 动态特性的测量和识别 15

三、频率特性法 20

四、用伪随机信号相关仪对系统在线识别 25

第五节 电子模拟计算机及其在分析自动控制系统中的应用 39

一、概述 39

二、电子模拟计算机中的运算部件 39

三、系统的仿真研究法 44

一、过程控制系统的组成 53

第一节 过程控制系统的组成及术语 53

第二章 简单控制系统的设计与分析 53

二、过程控制的术语 54

第二节 过程控制系统的分类及闭环系统的组成 55

一、分类 55

二、闭环控制系统的组成 56

第三节 过程控制系统的过渡过程和品质指标 56

第四节 简单控制系统与全过程控制间的关系 61

二、被控变量的选择 64

一、概述 64

第五节 被控变量与操纵变量 64

三、操纵变量的选择 66

四、确定控制方案的实例 73

第六节 参数测量和信号变送在系统分析设计中的考虑 75

一、关于纯滞后 75

二、关于测量滞后 76

三、信号传递滞后 78

第七节 执行装置在系统分析设计中的考虑 79

一、概述 79

二、什么是调节阀的流量特性 79

三、阀流量特性的选择 80

四、S值的选取 83

五、阀门定位器的应用 85

第八节 工业用调节规律的选取 86

一、概述 86

三、调节性能分析 87

二、调节器选型 87

四、积分饱和及其防止 91

第九节 控制系统的工程整定及投运 93

一、工程整定 93

二、简单控制系统的投运及故障分析 103

第三章 复杂控制系统 109

第一节 串级控制系统 109

一、基本思想和系统构成 109

二、串级控制系统的特点 112

三、串级控制系统的设计 116

四、工程实施中的一些问题 120

五、串级控制系统的变形 123

第二节 均匀控制系统 125

一、均匀控制的目的和要求 125

二、均匀控制系统的结构 126

第三节 比值控制系统 128

一、概述 128

二、常见比值控制系统的结构和类型 129

三、比值系数K的设置 132

四、设计和实施中的若干问题 135

五、其他类型的比值控制方案 138

第四节 前馈控制系统 141

一、基本原理 141

二、前馈控制的几种形式 142

三、前馈控制规律的实施 147

第五节 分程控制系统 149

一、基本概念 149

二、分程控制方案的应用 150

第六节 选择性控制系统 152

一、基本概念 152

二、选择性控制系统的类型 153

三、关于防积分饱和 156

第七节 按对象传递函数设计控制算法的控制系统 157

一、大纯滞后补偿控制系统 157

二、差拍控制系统 162

一、按计算指标控制的系统 167

第八节 其他复杂控制系统 167

二、非线性系统 174

三、采用阀位控制器(VPC)的控制系统 175

第四章 直接数字控制系统 179

第一节 计算机控制系统的组成和过程通道 179

一、硬件组成 179

二、软件组成 180

三、过程通道的组成和功能 181

四、模拟量输入通道 181

五、模拟量输出通道 186

六、过程通道的抗干扰措施 188

第二节 DDC系统控制规律的连续设计方法 192

一、引言 192

二、数字PID调节器的连续设计 195

三、PID控制算式的改进 198

四、PID调节器参数的整定 200

一、引言 205

第三节 DDC系统控制规律的离散设计方法 205

二、最小均方误差设计法 209

三、DDC系统的其他控制算式 214

第五章 集散型计算机控制系统(DCS) 223

第一节 可编程调节器控制系统 223

一、KMM可编程调节器简介 224

二、怎样发挥可编程调节器的作用 228

三、KMM调节器的应用 231

一、集散型控制系统的产生 242

第二节 集散型控制系统 242

二、集散型控制系统的特点 243

三、TDC 3000系统的基本组成及功能简介 244

四、应用实例 247

五、选用DCS应注意的几个问题 256

第三节 低成本自动化(LCA)简介 258

一、问题提出 258

二、低成本自动化(LCA)的概念及其内容和特点 259

三、LCA的系统结构 260

第六章 数学模型及最优控制 263

第一节 数学模型与建模的一般知识 263

第二节 一般线性静态数学模型 264

第三节 动态数学模型 265

一、非参数模型 266

二、输入输出模型 266

三、状态空间模型 267

第四节 状态的估计与参数的辨识 269

一、卡尔曼滤波 270

二、最小二乘参数估计 273

三、模型参数的递推估算法 275

四、渐消记忆的参数递推估计 277

五、模型噪声干扰时的递推估计 277

六、系统的非参数辨识法 279

七、反馈控制系统的辨识条件 281

第五节 最优控制系统 282

一、概述 282

二、静态最优控制系统 283

三、动态最优控制系统 285

第六节 适应控制系统概念 287

一、适应控制系统的作用和类型 287

二、简单适应控制系统 288

第七章 发酵过程控制 289

第一节 数学模型 291

一、概述 291

二、μm和K？的估算 294

三、Y′/x/?，M?，Yx/?的估算 295

四、酵母发酵过程的经验模型 296

五、结构模型 297

六、生化反应器(或称发酵罐)的数学模型 297

第二节 电子计算机在发酵过程中的应用 299

一、概述 299

二、用于模型建立和过程分析简介 300

三、用于发酵过程 301

二、溶氧(又称DO)浓度控制 304

第三节 发酵过程控制实例 304

一、概述 304

三、酵母发酵过程控制 308

四、柠檬酸发酵过程控制 312

五、啤酒发酵过程控制系统 314

六、青霉素发酵过程控制 324

第八章 制糖过程传热设备的控制 327

第一节 基本原理 327

一、概述 327

二、传热过程的静态特性 327

三、传热设备的动态特性 330

四、传热设备的自动控制方案 333

第二节 蒸发器的控制 334

一、概述 334

二、糖厂蒸发站的控制 335

第三节 间歇式煮糖自动化 345

一、概述 345

二、典型的间歇式结晶过程 346

三、典型的常规间歇煮糖自动化系统 349

四、间歇煮糖自动化研究和微电脑煮糖自动化系统 354

第九章 食品生产过程控制 359

第一节 数学模型 360

一、概述 360

二、数学模型 360

四、模型／数据拟合 361

五、实例 361

三、数据采集 361

第二节 食品加工和存贮过程中质量损失的预测和仿真 366

一、概述 366

二、质量损失与环境因素和食品构成的函数关系 366

三、食品加工和存贮过程中质量损失的预测和仿真 367

第三节 食品罐头杀菌控制 370

一、概述 370

二、系统的构成 370

二、系统组成和控制原理 371

一、概述 371

第四节 面包、点心隧道式烘烤炉温度控制 371

第五节 自动油炸机的温度控制 372

一、概述 372

二、系统组成和控制原理 372

第六节 食品厂输配料计算机控制 373

一、系统的主要功能 373

二、系统构成 373

三、功能的实现 374

二、检测、控制变量的技术要求 375

第七节 食用酒精蒸馏控制 375

一、概述 375

三、蒸馏控制系统的组成及工作原理 376

四、计算机选型和主要性能 376

五、控制系统的接地 378

第八节 奶粉生产过程控制 378

一、概述 378

三、奶粉干燥机的控制 379

二、牛奶蒸发器的控制 379

第九节 味精(谷氨酸钠)结晶过程控制 381

一、概述 381

二、控制方案的确定 382

三、系统的组成与硬件结构 382

四、应用软件设计 383

第十节 冷库制冷自动控制 383

第十一节 番茄酱的浓度控制 385

第十章 玻璃、陶瓷生产过程控制系统 386

第一节 玻璃进料配比控制系统 386

一、配料系统的工艺要求 386

二、配料计算机控制的硬件结构 388

三、电子秤称量方法与称量精度 389

四、配比控制的系统软件 390

第二节 玻璃窑炉控制系统 391

一、玻璃窑炉的对象特性 392

二、玻璃窑炉的燃烧控制 394

三、料道温度的自整定控制 401

四、玻璃液位的非线性PID控制与自适应控制 403

五、玻璃窑炉的集散控制系统 407

第三节 陶瓷窑炉控制系统 408

一、陶瓷窑炉对温度、压力及气氛的要求 408

二、烧煤明焰隧道窑的自动控制 409

三、烧油隧道窑温的自动控制 411

第一节 间歇蒸煮器蒸煮过程的微机控制 412

一、概述 412

第十一章 制浆造纸生产过程控制 412

二、间歇蒸煮微机控制系统的构成 413

三、间歇蒸煮的终点控制 415

第二节 造纸机生产过程的微机控制 418

一、概述 418

二、造纸机的生产流程及原理简介 418

三、成纸的定量水分微机控制系统 419

四、造纸机的其他控制系统 428

一、工艺过程简介 432

第十二章 精馏过程的控制 432

第一节 精馏塔的静态特性 432

二、物料平衡 433

三、能量输入与分离度 433

四、变量关系图 434

第二节 精馏塔被控变量的选择 435

一、塔顶(或塔底)的温度控制 435

二、灵敏板的温度控制 436

三、温差控制 436

一、按精馏段指标的控制方案 437

第三节 精馏塔的基本控制方案 437

二、按提馏段指标的控制方案 439

三、精馏塔的压力控制 441

第四节 精馏塔的新型控制方案 443

一、以平稳操作为目标的新型方案 443

二、节能的新型控制方案 447

三、安全保护控制方案 449

二、锅炉设备的控制任务 450

一、锅炉设备工艺流程简述 450

第十三章 锅炉控制系统 450

第一节 概述 450

第二节 锅炉汽包水位的自动控制 451

一、汽包水位控制的意义 451

二、汽包水位的动特性 452

三、汽包水位控制系统的设计 456

第三节 过热蒸汽温度控制系统 464

一、控制系统的组成 464

二、过热蒸汽温度的控制系统 465

第四节 燃烧过程的控制系统 469

一、基本任务 469

二、主要控制系统及有关问题 470

三、燃油锅炉的燃烧控制系统设计 471

四、燃煤锅炉的燃烧控制系统设计 479

参考文献 481