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绪论 1

第1章 工程测试技术 3

1.1测试技术的基本概念及应用 3

1.1.1测试技术的基本概念 3

1.1.2 工程测试技术的工程应用 6

1.2测试系统的基本特性 8

1.2.1测量过程与测量误差 8

1.2.2测量装置的性能指标 9

1.2.3误差的分类 10

1.2.4误差的估计和处理 11

1.3传感器及工程应用 14

1.3.1电阻式传感器 14

1.3.2电感式传感器 18

1.3.3电容式传感器 20

1.3.4磁电式传感器 22

1.3.5压电式传感器 24

1.3.6光电式传感器 26

1.3.7半导体式传感器 26

1.3.8机械工程测试技术应用 29

1.4信号调理技术 40

1.4.1电桥电路 40

1.4.2信号放大 42

1.4.3信号调制与解调 46

1.4.4信号变换与滤波 50

1.5过程控制测量技术 54

1.5.1温度测量 54

1.5.2压力测量 62

1.5.3流量测量 69

1.5.4液位测量 79

1.5.5成分测量 86

思考题与习题 93

第2章 简单控制系统 97

2.1简单控制系统结构组成及控制指标 97

2.1.1简单控制系统结构组成 97

2.1.2简单控制系统的控制指标 98

2.2典型受控过程的数学模型 100

2.2.1纯滞后过程的建模 100

2.2.2单容过程的建模 101

2.2.3多容过程的建模 103

2.2.4具有反向响应的过程 106

2.2.5不稳定过程 107

2.3被控变量与操纵变量的选择 108

2.3.1被控变量的选择 108

2.3.2操纵变量的选择 109

2.4过程可控程度分析 109

2.4.1度量过程可控程度（简称可控性）的指标κmwc的导出 110

2.4.2广义对象时间常数T和纯滞后t对可控程度κmwc的影响 111

2.5广义对象各环节对可控程度的影响 113

2.5.1干扰通道特性Gf（s）对控制质量的影响 113

2.5.2调节通道特性Gp（s）对控制质量的影响 116

2.6检测变送环节 119

2.7执行器环节 120

2.7.1执行器概述 120

2.7.2气动执行器 121

2.7.3调节阀流量特性和阀门增益 124

2.7.4电/气转换器和电/气阀门定位器 126

2.7.5电动执行器 128

2.8连续PID控制及其调节过程 130

2.8.1基本概念 130

2.8.2比例调节 131

2.8.3比例积分调节 134

2.8.4比例微分调节 138

2.8.5比例积分微分调节 139

2.8.6控制规律的选择 140

2.9控制器参数整定和控制系统投运 140

2.9.1控制系统的投运 141

2.9.2控制系统的工程整定方法 141

思考题与习题 143

第3章 常用复杂控制系统 146

3.1串级控制系统 146

3.1.1串级控制系统基本概念 146

3.1.2串级控制系统分析 148

3.1.3串级控制系统设计 152

3.1.4串级控制系统投运及参数整定 155

3.2均匀控制系统 155

3.2.1均匀控制系统的由来和目的 155

3.2.2均匀控制系统的特点 156

3.2.3均匀控制方案 156

3.2.4均匀控制系统的理论分析 159

3.3比值控制系统 163

3.3.1比值控制间题的由来 163

3.3.2比值控制方案 164

3.3.3比值控制系统的实施 167

3.3.4比值控制系统的投运及整定 170

3.3.5比值调节系统实施的若干问题 170

3.4前馈控制系统 173

3.4.1前馈控制系统的基本原理 173

3.4.2前馈控制系统的几种结构形式 175

3.4.3前馈控制规律的实施 179

3.5分程控制系统 180

3.5.1分程控制系统的基本概念 180

3.5.2分程控制系统的方案实施 183

3.5.3阀位控制系统 184

3.6选择性控制系统 185

3.6.1概述 185

3.6.2超驰控制设计应用 185

3.6.3关于防积分饱和的方法 187

3.6.4其他选择控制系统 188

3.7按计算指标进行控制的控制系统 189

思考题与习题 192

第4章 先进控制系统 198

4.1状态反馈控制 198

4.1.1状态反馈和极点配置原理 198

4.1.2状态反馈控制系统设计和应用中的问题 202

4.2内模控制 205

4.2.1内模控制的基本原理 205

4.2.2内模控制在PID控制参数整定中的应用 214

4.3简化模型预测控制 220

4.3.1单输入-单输出SMPC 220

4.3.2多输入-多输出SMPC 228

4.4预测控制 233

4.4.1预测控制基本原理 234

4.4.2预测控制的基本算法 235

4.4.3预测控制系统的性能分析 243

4.4.4预测控制的工业应用 247

4.5多变量解耦控制 252

4.5.1控制回路间的关联和相对增益矩阵 252

4.5.2关联系统的控制器的整定 266

4.5.3多变量解耦控制系统 270

思考题与习题 275

第5章 过程控制系统的应用 280

5.1离心泵控制系统 280

5.1.1离心泵的工作原理及主要部件 281

5.1.2离心泵的工作特性 283

5.1.3离心泵的控制方案 284

5.1.4容积式泵的控制方案 286

5.2离心压缩机防喘振控制 286

5.2.1离心压缩机的喘振 286

5.2.2离心压缩机防喘振控制系统的设计 288

5.2.3测量出口流量的可变极限流量防喘振控制 290

5.2.4离心压缩机串/并联时的防喘振控制 291

5.3锅炉设备的控制 293

5.3.1工艺流程简介 293

5.3.2锅炉汽包水位的控制 295

5.3.3锅炉燃烧控制系统 301

5.3.4蒸汽过热系统的控制 306

5.3.5采用可编程控制器的锅炉控制实例 307

思考题与习题 310

参考文献 312