基础篇 2
第1章 过程控制及仿真概述 2
1.1过程控制系统概述 2
1.1.1系统结构 2
1.1.2系统特点 5
1.1.3系统分类 5
1.2过程控制系统的性能指标 6
1.2.1过渡过程性能指标 7
1.2.2误差性能指标 8
1.3过程控制理论的发展现状 9
1.4过程控制系统仿真基础 10
1.4.1计算机仿真基本概念 11
1.4.2仿真在过程控制中的应用 12
1.5 Simulink在过程仿真中的优势 15
1.6本章小结 16
第2章 Simulink仿真基础 17
2.1 Simulink仿真概述 17
2.1.1 Simulink的启动与退出 17
2.1.2 Simulink模块库 18
2.2 Simulink仿真模型及仿真过程 23
2.2.1 Simulink仿真模型组成 23
2.2.2 Simulink仿真的基本过程 24
2.3 Simulink模块的处理 25
2.3.1 Simulink模块参数设置 25
2.3.2 Simulink模块基本操作 27
2.3.3 Simulink模块连接 29
2.4 Simulink仿真设置 30
2.4.1仿真器参数设置 31
2.4.2工作空间数据导入／导出设置 33
2.5 Simulink仿真举例 34
2.6本章小结 37
习题与思考 38
第3章 Simulink高级仿真技术 39
3.1 Simulink子系统及其封装 39
3.1.1创建子系统 39
3.1.2封装子系统 40
3.1.3封装的查看和解封装 42
3.1.4子系统实例 42
3.2 S函数设计与应用 45
3.2.1 S函数设计模板 45
3.2.2 S函数设计举例 47
3.3使用Simulink仿真命令 51
3.4 Simulink仿真建模的要求 52
3.5 Simulink控制系统仿真实例 53
3.6本章小结 61
习题与思考 61
第4章 过程控制系统建模 62
4.1过程模型概述 62
4.1.1过程建模的目的和要求 62
4.1.2过程模型类型 63
4.1.3自衡过程与非自衡过程 64
4.2常见的过程模型类型 64
4.2.1自衡非振荡过程 64
4.2.2无自衡非振荡过程 65
4.2.3自衡振荡过程 66
4.2.4具有反向特性的过程 66
4.3过程建模基础 67
4.3.1过程建模法分类 67
4.3.2阶跃响应法建模 68
4.3.3过程模型的特点 72
4.4单容过程模型 73
4.4.1无自衡单容过程 73
4.4.2自衡单容过程 75
4.5多容过程模型 77
4.5.1有相互影响的双容过程 77
4.5.2无相互影响的双容过程 79
4.6模型参数对控制性能的影响 81
4.6.1静态增益的影响 82
4.6.2时间常数的影响 82
4.6.3时滞的影响 83
4.7本章小结 83
习题与思考 84
实战篇 86
第5章 PID控制 86
5.1 PID控制概述 86
5.2 PID控制算法 87
5.2.1比例（P）控制 87
5.2.2比例积分（PI）控制 89
5.2.3比例微分（PD）控制 91
5.2.4比例积分微分（PID）控制 93
5.3 PID控制器参数整定 94
5.3.1 Ziegler-Nichols整定法 94
5.3.2临界比例度法 100
5.3.3衰减曲线法 104
5.4本章小结 108
习题与思考 108
第6章 串级控制系统 110
6.1串级控制系统概述 110
6.1.1基本概念 110
6.1.2基本组成 112
6.1.3串级控制的特点 113
6.2串级控制系统性能分析 114
6.2.1抗扰性能 114
6.2.2动态性能 116
6.2.3工作频率 117
6.2.4自适应能力 120
6.3串级控制系统设计 121
6.3.1副回路选择 121
6.3.2主、副控制器的设计 123
6.4串级控制参数整定 125
6.4.1逐次逼近法 125
6.4.2两步法 126
6.4.3一步法 126
6.5综合仿真实例 127
6.5.1串级与单回路控制对比仿真 127
6.5.2串级控制的参数整定仿真 131
6.5.3串级控制系统设计仿真 133
6.6本章小结 136
习题与思考 136
第7章 比值控制系统 137
7.1比值控制系统基础知识 137
7.1.1比值控制系统特点 138
7.1.2比值控制系统的类型 138
7.1.3比值系数计算 145
7.2比值控制系统设计 146
7.2.1比值控制方式的选择 146
7.2.2主从物料的选择 147
7.2.3比值控制系统工程整定 148
7.3综合仿真实例 149
7.3.1单闭环比值控制系统仿真 149
7.3.2双闭环比值控制系统仿真 154
7.3.3变比值控制系统仿真 158
7.3.4参数摄动对系统影响仿真 162
7.4本章小结 165
习题与思考 166
第8章 前馈控制系统 167
8.1前馈控制系统基础知识 167
8.1.1系统结构 167
8.1.2系统特点 170
8.1.3系统分类 170
8.2前馈控制系统设计 178
8.2.1前馈控制系统选择原则 178
8.2.2工程整定 179
8.3综合仿真实例 184
8.3.1静态前馈系统仿真 185
8.3.2动态前馈系统仿真 189
8.3.3前馈-反馈复合系统仿真 194
8.3.4前馈-串级复合系统仿真 199
8.3.5参数摄动对系统影响仿真 202
8.4本章小结 207
习题与思考 207
第9章 纯滞后系统 209
9.1纯滞后系统基础知识 209
9.2纯滞后系统的设计 211
9.2.1改进的常规控制方案 211
9.2.2补偿控制方案 213
9.3综合仿真实例 221
9.3.1微分先行控制仿真 221
9.3.2中间微分控制仿真 227
9.3.3史密斯补偿控制仿真 229
9.3.4增益自适应补偿控制仿真 232
9.3.5改进型史密斯补偿控制仿真 238
9.3.6参数摄动对系统影响仿真 240
9.4本章小结 245
习题与思考 245
第10章 解耦控制系统 247
10.1解耦控制系统基础知识 247
10.1.1系统特点 248
10.1.2相对增益 248
10.2解耦控制系统设计 253
10.2.1系统分类及解耦方法 253
10.2.2解耦控制方案 254
10.2.3解耦控制中的问题 257
10.3综合仿真实例 258
10.3.1前馈补偿解耦控制 259
10.3.2反馈补偿解耦控制 264
10.3.3对角阵解耦控制 268
10.3.4参数摄动对系统影响仿真 276
10.4本章小结 280
习题与思考 281
综合篇 283
第11章 典型过程控制系统及仿真 283
11.1燃烧过程控制系统 283
11.1.1基本理论 283
11.1.2综合仿真实例 285
11.2 pH值控制系统 293
11.2.1基本理论 293
11.2.2综合仿真实例 295
11.3精馏控制系统 303
11.3.1基本理论 304
11.3.2基本控制方案 305
11.3.3综合仿真实例 308
11.4本章小结 315
习题与思考 315
参考文献 317