化工过程控制PDF电子书下载

第一章 化工过程控制 1

1.1 过程的设计与控制 1

1.2 过程控制的几种形式 4

1.3 化工过程控制系统设计中的几个课题 7

第二章 拉普拉斯变换 12

2.1 基本性质 12

2.1.1 定义与象函数 12

2.1.2 象函数的性质 14

2.1.3 特殊函数的象函数 18

2.2 复数与复变函数 19

2.2.1 复数 19

2.2.2 指数函数 21

2.2.3 复变函数的极点与留数 21

2.3 拉普拉斯反变换 22

2.3.1 反演积分 22

2.3.2 海维赛展开定理 23

2.4 变换 25

2.4.1 定义与象函数 26

2.4.2 象函数的性质 27

第三章 传递函数、方块图及信号流图 33

3.1 传递函数 33

3.1.1 过程方程的线性化与传递函数 38

3.1.2 多变量系统的传递函数 41

3.2 方块图 44

3.2.1 方块图的构成 44

3.2.2 等效变换与方块图简化 48

3.3 信号流图 52

3.3.1 信号流图的构成 52

3.3.2 海逊增益公式及其应用 55

第四章 瞬态响应与频率响应 61

4.1 瞬态响应 61

4.2 频率响应 66

4.2.1 频率传递函数 66

4.2.2 频率响应的图示 68

4.3 系统的响应 70

4.3.1 一阶滞后环节 70

4.3.2 二阶滞后环节 71

4.3.3 纯滞后环节 77

4.3.4 PID调节器 78

第五章 化工过程的数学模型 81

5.1 流体的模型 81

5.1.1 理想流体 81

5.1.2 非理想流体 84

5.2 热交换装置的数学模型 89

5.2.1 釜式热交换装置 89

5.2.2 管式热交换装置 90

5.3 传质装置的数学模型 91

5.3.1 板式塔 91

5.3.2 填料塔 94

5.4 化学反应装置的数学模型 95

5.4.1 釜式反应装置的数学模型 95

5.4.2 管式反应装置 96

第六章 化工过程的辨识 98

6.1 传递函数的实验确定法 98

6.2 频率特性的实验确定法 99

6.3 动态特性的近似 101

6.3.1 热交换装置 101

6.3.2 液液萃取装置 102

6.3.3 蒸馏装置 103

6.3.4 气体吸收装置 104

第七章 化工过程的稳定性 106

7.1 稳态的多重性与稳定性 106

7.2 相平面图上的稳定判别 108

7.3 根据线性化近似法判别稳定性 111

7.4 李亚普诺夫直接稳定判据 113

第八章 前馈控制 117

8.1 前馈控制条件 117

8.2 前馈控制系统之一(单变量系统) 120

8.3 前馈控制系统之二(多变量系统) 121

第九章 反馈控制之一(控制系统的稳定性分析) 126

9.1 反馈控制系统的构造 126

9.2 反馈控制系统的稳定性之一(单变量系统) 130

9.2.1 根据特征方程的稳定性判别法 131

9.2.2 基于频率响应法的稳定性判别法 140

9.3 反馈控制系统的稳定性之二(多变量系统) 143

第十章 反馈控制之二(控制系统设计) 148

10.1 对反馈控制系统控制性能的评价 148

10.1.1 控制系统性能的评价之一(时域) 148

10.1.2 控制系统性能的评价之二(s域) 153

10.2 PID控制系统 156

10.2.1 PID调节器 156

19.2.2 PID调节器的参数整定 159

10.3 多变量反馈控制系统的设计 163

10.8.1 多变量反馈控制系统的解耦 163

10.3.2 逆奈魁斯特阵列法 164

第十一章 用微计算机进行过程分析和控制系统模拟 169

11.1 装置动态特性分析 169

11.1.1 非理想—维流动过程的响应特性分析 169

11.1.2 CSTR稳定性的相平面分析 169

11.2 控制系统模拟之一(连续系统) 176

11.2.1 基本传递函数的模拟 176

11.2.2 连续控制系统模拟例 183

11.3 控制系统模拟之二(离散控制系统) 192

11.3.1 离散反馈控制系统 192

11.3.2 离散式过程控制系统的模拟例 200

第十二章 反馈控制之三(改进控制系统结构提高控制性能) 208

12.1 串级控制系统 208

12.2 解耦控制系统 213

12.3 自适应控制系统 220

12.4 其他控制方式 225

12.4.1 史密斯补偿器 225

12.4.2 状态观测器 227

12.4.3 2自由度系统 229

第十三章 最优操作与最优控制 235

13.1 拉格朗日乘子法及其应用 235

13.1.1 微分法 235

13.1.2 拉格朗日乘子法 236

13.2 变分原理及应用 239

13.2.1 变分法 239

13.2.2 连续过程的变分原理 244

13.2.3 离散过程的变分原理 249

13.3 最优控制理论及其应用 253

13.3 最优化方法——动态规划与线性规划 253

13.3.2 极大值原理 254

13.3.3 动态规划 257