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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