目录 1
译序 1
前言 1
第一章 绪论 1
1.1 动态运行 1
1.2 内部变化 2
1.3 外部变化 2
1.4 信息流图 3
1.5 数学模型 4
1.6 稳定性分析 5
1.7 对扰动的响应 7
1.8 自动调节回路 8
1.9 调节品质 9
1.10 调节方案的选择 10
1.11 保护 11
第二章 液位过程的动态特性与控制 12
2.1 工艺过程描述 12
2.2 初始假定与建模方法 13
2.3 自衡 15
2.4 液位测量的动态特性 18
2.5 被调过程的分析 18
2.6 稳定的一般条件 22
2.7 液位调节的应用 24
2.8 例子 24
2.8.1 液位调节 24
2.8.2 压力与液位的调节 28
第三章 阀门特性与校正作用的滞后 35
3.1 阀门特性 35
3.2 阀门增益 38
3.3 实际需要的阀门特性 41
3.4 阀门迟滞与阀门定位器 43
3.5 校正作用的滞后 44
3.6 例子：流量调节 50
3.6.1 工艺过程 50
3.6.2 调节 51
3.6.3 模型推导 51
3.6.4 模型的近似 56
第四章 长管线动态特性与流量控制 58
4.1 管道物流的动态特性 58
4.2 线性化 60
4.3 特殊情况 63
4.4 完整的流路 65
4.5 压缩机 66
4.6 泵的调节 69
4.7 例子：压力调节 70
4.7.1 静态分析 71
4.7.2 动态分析 72
第五章 传热过程的动态特性与控制 76
5.1 蒸气加热蒸发器 76
5.1.1 动态特性 76
5.1.2 供气调节阀 79
5.1.3 冷凝液的调节阀 84
5.1.4 蒸发器的壳体 85
5.2 水冷式冷凝器 86
5.3 液-液相换热器 90
5.4 燃烧炉的动态特性 90
5.5 温度检测的动态特性 93
5.6 换热器调节举例 96
5.6.1 静态分析 97
5.6.2 模型与实际的差异 98
5.6.3 动态分析 99
第六章 连续流通型反应器的动态特性与控制 108
6.1 混合理想的釜式反应器 108
6.1.1 一级反应 109
6.1.2 平衡反应 111
6.2 混合理想的级联反应器系列 112
6.3 容量可变、混合理想的等温釜式反应器的动态特性 114
6.4 容量可变、混合理想的等温釜式反应器的调节 117
6.5 处于绝热状态下的固定床催化反应器 120
6.5.1 模型方程 121
6.5.2 静态特性 122
6.5.3 动态特性 124
6.5.4 信息流图 125
6.5.5 稳定条件 127
6.6 有冷却的混合理想反应器 129
6.7 通过调整冷却水流量控制反应器 131
6.8 例子：反应器的温度调节 133
6.8.1 工艺过程概述 133
6.8.2 调节 134
6.8.3 静态特性的计算 134
6.8.4 动态分析 136
第七章 生物反应器的动态特性与控制 141
7.1 工艺过程简介 141
7.2 生物氧化净化 142
7.3 生物反应动力学 143
7.4 数学模型 145
7.5 数学模型的线性化 148
7.6 活性淤泥过程的控制 151
第八章 精馏塔的动态特性 154
8.1 模型方程 156
8.2 液相流量的响应 159
8.3 气相流量的响应 161
8.4 浓度的响应 164
第九章 分布参数系统的数学模型 167
9.1 几何变量（自变量）的选择 167
9.2 分布变量（因变量）的选择 168
9.3 连续方程 168
9.3.1 质量衡算 169
9.3.2 部分质量衡算 170
9.3.3 能量衡算 172
9.3.4 动量衡算 173
9.4 附加方程 175
9.5 初始条件与边界条件 175
9.6 在偏微分方程中代入代数方程 176
9.7 静态解 177
9.8 线性化 177
9.10 因变量的求解 178
9.9 算符 178
9.11 例子 179
第十章 换热器的分布参数模型 182
10.1 初始假定 182
10.2 模型方程 183
10.3 静态模型 185
10.4 线性化 187
10.5 算符 190
10.6 静态方程的代换 192
10.7 说明 193
10.8 管壁热容的影响 195
第十一章 河流污染 198
11.1 初始假定 198
11.2 模型说明 199
11.3 通解 200
11.4 边界条件 201
11.5 最终解 204
11.6 以矩确定分散作用 205
11.7 应用 211
第十二章 管式反应器的动态特性 213
12.1 等温管式反应器 213
12.2 通解和边界条件的代入 213
12.3 静态分析 217
12.4 特殊情况 218
12.5 分散现象可以忽略的动态特性 220
12.6 绝热管式反应器的动态特性 221
第十三章 催化剂的失活过程 227
13.1 初始假定 227
13.2 模型方程 227
13.3 准静态分析 230
13.4 解法 231
13.5 指数型活性函数 233
13.6 双曲线型活性函数 234
13.7 双曲线型失活过程的实例 235
13.8 结论 239
第十四章 离散化与连续化 240
14.1 例子 240
14.2 差分 242
14.3 线性差分方程 244
14.4 例子 245
14.5 离散误差和稳定性 247
14.6 差分微分方程 252
14.7 河流污染 255
14.7.1 离散方程的求解 257
14.7.2 通解 258
14.7.3 边界条件 258
14.7.4 边界条件的代入 259
14.8 连续化 260
14.8.1 模型 260
14.8.2 边界条件 261
14.8.3 方程组 264
14.8.4 说明 265
第十五章 偏微分方程的数值解 267
15.1 差分微分方程 267
15.2 偏微分方程 272
15.3 离散化 273
15.4 Crank-Nicholson方法 276
第十六章 调节品质 279
16.1 简易动态模型 279
16.2 减小扰动的影响 281
16.3 比例调节作用 282
16.4 积分调节作用 285
16.5 微分调节作用 288
16.6 PID调节 289
16.7 调节作用的整定 291
16.8 扰动的阶跃响应 292
第十七章 调节方案的选择 294
17.1 目标的确定 295
17.1.1 优先权 295
17.1.2 物料的质量 296
17.1.3 工艺过程操作的约束条件 297
17.1.4 工艺设备的约束条件 297
17.1.9 操作费用 298
17.2 校正变量的选择 299
17.2.1 不可压缩的介质 300
17.2.2 可压缩的介质 302
17.2.3 自由液位 302
17.2.4 两种液相 304
17.2.5 气（汽）-液相 305
17.2.6 气-固相 306
17.2.7 蒸发和冷凝 308
17.2.8 显热 309
17.3 被调变量的选择 310
17.3.1 含料量的调节 310
17.3.2 接近约束条件的被调变量 310
17.3.3 流量调节 311
17.3.4 环境调节 312
17.4 基本调节方案的选择 312
17.5 扩充调节方案 313
17.5.1 串级调节 314
17.5.2 串级调节、比值调节和选择器 315
17.5.3 分程调节 319
17.6.1 工艺过程简介 320
17.6 氨生产的调节方案 320
17.6.2 控制与保护设备 321
17.6.3 一段裂解装置 321
17.6.4 二段裂解装置 325
17.6.5 废热锅炉 325
17.6.6 吸收、解吸塔和甲烷化装置 326
17.6.7 合成反应器和分离器 326
17.7 例子 326
17.7.1 工艺过程简介 326
17.7.2 调节方案 328
第十八章 精馏塔的控制 331
18.1 过程操作的目标 332
18.2 校正作用的选择 335
18.3 被调变量的选择 336
18.4.1 压力调节 337
18.4 控制能力和调节速度 337
18.4.2 顶部液位的调节 339
18.4.3 底部液位的调节 339
18.4.4 质量的调节 340
18.5 基本调节方案的选择 341
18.5.1 选择用表 341
18.6.4 前馈最优控制 341
18.5.2 相互作用 342
18.5.3 选择基本调节方案的其它论据 343
18.6 调节方案的扩展 344
18.6.1 比值调节 344
18.6.2 塔板负荷的调节 346
18.6.3 内回流的调节 346
18.8 塔器水力学动态特性与控制的详细分析 348
18.8.1 气相流量变化对液相流量变化的影响 348
18.7 结语 348
18.8.2 塔中液相和气相流量的比值调节 350
第十九章 保护 352
19.1 一个可靠的保护系统的必要条件 353
19.2 关于单式保护系统的分析 354
19.3 重合概率 359
19.4 复式保护（二中取一系统） 361
19.5 工作失灵 361
19.6 三中取二保护装置 362
19.7 关于冗余保护系统的介绍 364
19.8 三种保护系统的比较 366
19.9 保护装置的选择 367
19.10 冗余 368
附录 拉普拉斯变换 370
参考文献 373
符号表 377