目录 1
第一章 概述 1
§1-1 工业过程控制的发展概况 1
§1-2 过程控制系统的组成与分类 2
1·2·1 过程控制系统的组成 2
1·2·2 过程控制系统的分类 4
§1-3 过程控制系统的质量指标 4
1·3·1 衰减比n 5
1·3·2 最大偏差（或称动态偏差）A 5
1·3·3 控制时间（过渡时间或回复时间）tc 5
1·3·4 余差（静差或残余偏差）Δ 5
第二章 过程模型与辨识 7
§2-1 单容对象的动态特性 7
2·2·1 单容对象的传递函数 7
2·1·2 动态方程的讨论 9
2·1·3 电加热炉的动态特性 10
2·1·4 压力对象 10
2·1·5 具有纯滞后的单容对象的特性 11
2·1·6 无自平衡能力的单容对象 11
§2-2 多容对象的动态特性 12
2·2·1 相互独立的双容对象 12
2·2·2 相互作用的双容对象 14
§2-3 测定对象动态特性的方法 15
2·3·1 测定对象动态特性的时域法 16
2·3·2 测定对象动态特性的频率法 27
2·3·3 用统计相关法测对象的动态特性 28
2·3·4 最小二乘法 40
思考题与习题 45
3·1·1 温度传感器 47
§3-1 工业过程的传感器 47
第三章 工业过程的检测部件和执行器 47
3·1·2 压力及真空度传感器 53
3·1·3 流量传感器 56
3·1·4 物料电子称量传感器 59
3·1·5 物位检测传感器 61
3·1·6 其它类型的传感器 65
§3-2 传感器的调理电路 71
3·2·1 电桥电路 71
3·2·2 电荷放大器 74
3·2·3 低漂移直流放大器 76
3·2·4 高输入阻抗放大器 78
3·2·5 光电转换电路 80
§3-3 过程控制的执行器 81
3·3·1 电动执行器 82
3·3·2 气动执行器 85
思考题与习题 94
第四章 过程计算机的硬件和软件 95
§4-1 过程计算机的组成与特点 95
4·1·1 过程计算机的组成 95
4·1·2 工业过程计算机的特点 95
§4-2 过程计算机的硬件 96
4·2·1 硬件 96
4·2·2 字长与功能的关系 98
4·2·3 其它一些硬件的选择 99
§4-3 过程计算机的软件 100
4·3·1 系统软件 100
4·3·2 应用软件 101
思考题与习题 102
5·1·1 过程通道的组成和功用 103
第五章 过程通道与巡回检测 103
§5-1 概述 103
5·1·2 信号变换中的采样、量化和编码 104
§5-2 模拟量输入通道 108
5·2·1 模拟量输入通道的一般组成和主要功能 108
5·2·2 多路转换器 108
5·2·3 采样与保持器 110
5·2·4 模／数转换器 112
§5-3 模拟量输出通道 119
5·3·1 多路模拟量输出通道的结构形式 119
5·3·2 数／模转换器 120
§5-4 过程通道的抗干扰措施 126
5·4·1 串模干扰及其抑制 126
5·4·2 共模干扰及其抑制 127
5·5·1 概述 128
§5-5 数字滤波器 128
5·5·2 常用数字滤波方法 129
§5-6 巡回检测 131
5·6·1 巡回检测系统的组成和功能 131
5·6·2 多路数据采集系统 133
思考题与习题 135
第六章 单回路计算机控制 136
§6-1 概述 136
§6-2 调节器及其控制作用 137
6·2·1 比例调节器 137
6·2·2 比例积分调节器 137
6·2·3 比例积分微分调节器 138
§6-4 连续PID调节的离散化 139
6·4·1 计算机控制系统设计方法概述 139
§6-3 调节器的选型 139
6·4·2 常用离散化方法简介 140
6·4·3 数字PID控制算法 144
§6-5 PID算法的改进 146
6·5·1 “饱和”效应及“饱和”作用的抑制 146
6·5·2 其它改进算法 149
§6-6 单回路控制系统的参数整定 150
6·6·1 模拟PID调节器参数整定的实用方法 151
6·6·2 数字PID调节器的参数整定和采样周期的选择 157
思考题与习题 159
第七章 串级计算机控制系统 161
§7-1 串级控制原理 161
§7-2 串级控制的效果 163
7·3·1 副回路的选择 168
§7-3 串级控制系统的设计 168
7·3·2 主、副调节器控制规律的选择 171
7·3·3 调节器与调节阀作用方式的配合 171
7·3·4 调节器参数的工程整定方法 172
§7-4 串级计算机控制系统 174
7·4·1 串级控控制的一般数字算法 175
7·4·2 副回路数字算法的设计 177
7·4·3 多回路串级控制系统 181
思考题与习题 181
第八章 特殊用途的过程计算机控制系统 182
§8-1 均匀控制系统 182
8·1·1 均匀控制的概念 182
8·1·2 均匀控制系统的结构形式 182
8·1·3 计算机双冲量均匀控制系统 183
8·2·1 比值控制系统的类型 184
§8-2 比值控制系统 184
8·2·3 计算机比值控制系统 186
8·2·2 比值控制系统的实现 186
§8-3 分程控制系统 187
8·3·1 概述 187
8·3·2 分程控制系统应用实例 188
8·3·3 两个调节阀平滑过渡问题 190
§8-4 自动选择性控制系统 191
8·4·1 概述 191
8·4·2 选择性控制的类型 191
8·4·3 调节设备选择与参数整定 194
8·4·4 窑炉多变量选择性燃烧计算机控制系统 196
8·5·1 概述 200
8·5·2 低循环倍率锅炉给水全程控制系统 200
§8-5 全程控制系统 200
8·5·3 全程计算机控制程序框图 208
§8-6 前馈控制系统 210
8·6·1 前馈控制的概念 210
8·6·2 前馈控制器的控制规律 210
8·6·3 前馈控制的形式 210
8·6·4 前馈-反馈控制 213
8·6·5 前馈-串级控制 215
8·6·6 前馈控制的应用场合 216
思考题与习题 217
第九章 有纯延迟的过程计算机控制系统 218
§9-1 过程纯延迟对控制质量的影响 218
§9-2 大林（Dahlin）算法 221
9·2·1 大林算法的基本形式 221
9·2·2 大林算法的程序流程 223
9·2·3 大林算法的参数整定 224
9·2·4 振铃现象及其消除方法 225
§9-3 史密斯（Smith）预估器算法 229
9·3·1 史密斯预估器的模型补偿原理 229
9·3·2 数字史密斯预估控制系统 231
9·3·3 史密斯预估控制系统抗干扰性能分析 233
9·3·4 史密斯预估器完全抗干扰设计 238
§9-4 高滕（Gautan）和马札雷森（Mutharasan）算法 241
§9-5 自适应史密斯预估控制方法 244
§9-6 多变量史密斯预估器 249
思考题与习题 251
第十章 多变量过程控制系统 253
§10-1 概述 253
10·1·1 飞行控制系统 253
10·1·2 热处理炉温度控制系统 254
10·1·3 精馏塔温度控制 255
10·1·4 人工气候室 255
§10-2 相对增益分析法 256
10·2·1 应用直接法确定耦合系统的耦合程度 256
10·2·2 相对增益矩阵 259
10·2·3 相对增益的确定 260
10·2·4 第二放大系数的直接计算法 261
10·2·5 相对增益矩阵的特性 262
10·2·6 相对增益分析法的应用 263
§10-3 对角阵解耦法 265
10·3·1 耦合对象的耦合形式及其数学描述 265
10·3·2 解耦器的结构形式及其在系统中的配置 268
10·3·3 解耦条件 270
10·3·4 对角阵解耦设计法 272
§10-4 计算机解耦控制系统设计 283
§10-5 多变量前馈控制系统 287
§10-6 多变量前馈-反馈控制系统 289
思考题与习题 289
第十一章 最优过程控制系统 292
§11-1 最优控制的概念 292
11·1·1 动态最优控制 292
11·1·2 静态最优控制 293
§11-2 静态最优控制系统 294
11·2·1 模型法静态最优控制系统 294
11·2·2 搜索法静态最优控制系统 304
§11-3 动态最优控制系统 313
11·3·1 离散最优二次型控制 313
11·3·2 最优控制的动态规划法 317
思考题与习题 319
12·1·1 自适应控制问题的提出 321
第十二章 自适应工业过程控制系统 321
§12-1 自适应控制的基本概念 321
12·1·2 自适应控制的定义和分类 322
§12-2 自校正控制系统的设计 324
12·2·1 自校正控制系统的设计原则 325
12·2·2 最小方差控制器和极点配器控制器 326
12·2·3 最小二乘参数估计 329
12·2·4 最小方差自校正控制器 330
12·2·5 极点配置自校正控制系统的参数估计 331
§12-3 自校正控制系统实例 333
12·3·1 造纸工业中纸张的基本重量和湿度控制 333
12·3·2 矿石粉碎机控制 335
思考题与习题 337
13·1·1 集散控制系统的产生 338
第十三章 集散控制系统 338
§13-1 概述 338
13·1·2 集散控制系统的组成 339
13·1·3 集散控制系统的优点 339
13·1·4 集散控制系统发展概况 340
§13-2 基本控制器 341
13·2·1 基本控制器的构成 341
13·2·2 基本控制器的功能 342
13·2·3 基本控制器的工作方式 343
13·2·4 基本控制器的工作原理 343
13·2·5 基本控制器的可靠性 345
13·2·6 基本控制器的组态 345
§13-3 就地操作员接口 352
13·3·1 DEP的基本功能 352
§13-4 数据通信系统 353
13·4·1 数据通信方式 353
13·3·2 DEP的组成部分 353
13·3·3 对DEP的设计要求 353
13·4·2 通信网络结构 354
13·4·3 通信控制方式 356
13·4·4 通信系统的可靠性 358
§13-5 CRT操作台和上位计算机控制 358
13·5·1 CRT操作台的组成 358
13·5·2 操作站的功能 359
13·5·3 操作站的可靠性 359
13·5·4 带管理计算机的综合操作中心 359
思考题与习题 360
参考文献 360