绪论 1
第一章 典型工业过程控制器的设计与应用 6
第一节 压力控制系统的控制器设计与应用 6
一、Bang-Bang控制与切换曲面 6
二、变结构控制系统 8
三、催化稳定塔顶压力双模控制器设计与应用 10
四、加热炉瓦斯压力控制器设计与应用 12
第二节 小本体聚丙烯聚合釜的压力控制器的设计与应用 14
一、概述 14
二、工艺简介 14
三、控制方案的设计 14
四、聚合釜的压力程序控制 15
五、应用效果 20
第三节 液面控制系统控制器的设计与应用 20
一、延迟焦化分馏塔底液面控制器的设计与应用 20
二、Ⅱ糠醛塔-2／A液面控制器的设计与应用 26
第四节 气压机防喘振控制器的设计与应用 28
一、概述 28
二、控制系统的实施 28
三、流量的计算及快开、慢关功能的软件实现 30
四、对轴流风机控制系统的改造 32
五、应用效果 33
第五节 利用回归方程在汽油、航煤质量控制中控制器的设计与应用 33
一、概述 33
二、工艺简介 34
三、控制方案构成 34
四、程序的编制 36
五、应用效果 37
第六节 加热炉出口温度控制器的设计与应用 38
一、概述 38
二、工艺简介 38
三、控制方案构成 38
四、控制系统分析 39
五、应用效果 41
第七节 糠醛装置塔-3A液面与炉-3出口温度控制系统综合设计与实施 42
一、工艺简介 42
二、控制系统分析 42
三、控制系统的设计与组成 43
四、应用效果 45
第二章 PID参数自整定控制器技术 46
第一节 KMM自整定控制器（STC） 46
第二节 FOXBORO—EXACT自整定PID控制器 47
一、专家法的算法 47
二、特性识别人工智能化 47
三、自整定控制器的操作 49
四、具体的参数设定 50
五、预整定的使用方法 51
六、非线性功能（NLN） 52
第三节 YEWSERIES-80专家自整定控制器 52
一、概述 52
二、开发目的及特点 52
三、STC的工作原理 53
四、STC的动作 55
第四节 东芝TOSDIC2自由度PID自整定控制器 56
一、概述 56
二、用户宗旨及特点 57
三、软件包 57
第五节 TDCS3000-SSC自整定控制器 61
一、概述 61
二、自整定功能 62
第六节 应用范围 64
第三章 基于熟练操作员知识的专家智能控制器的研究设计与应用 65
第一节 PID算式的研究 65
一、PID控制算法 66
二、PID算法的改进 71
三、PID控制器参数的整定及采样周期的选择 73
第二节 仿人智能的研究 78
一、仿人智能控制的原理与结构 78
二、仿真实例 84
三、仿人智能控制器的应用实例 84
四、应用效果 85
第三节 智能控制简介 86
一、智能控制及其研究对象和数学工具 86
二、智能控制系统 88
三、智能控制的发展概况 89
第四节 专家智能控制简介 90
一、专家智能控制的基本概念与方法 91
二、专家控制器 93
第五节 基于熟练操作员知识的专家控制器的基本算法 93
一、主环大偏差程序 94
二、副环大偏差程序 96
三、阀位上、下限自适应调整功能的实现 97
四、抑制大的干扰及安全保护功能的实现 103
五、抑制干扰的二段智能阀位功能的实现 106
六、进料量、瓦斯压力等前馈变量的功能实现 106
七、主、副参数变化速率功能的实现 107
八、开关功能的实现 109
第四章 无模型控制器在生产实践中的应用 114
第一节 无模型控制理论基础 114
一、建模与控制一体化途径 114
二、无模型控制律一般形式的收敛性分析 124
三、理论的某些补充 134
第二节 I/AS软模块 142
一、独立模块IND 142
二、纯滞后模块DTIME 145
三、超前滞后模块LLAG 145
第三节 无模型控制器（NMAC）和PID控制器控制能力的比较分析 149
一、无模型控制律的适应能力 149
二、无模型控制律的收敛性能 151
三、无模型控制律的抗干扰性能和解耦能力 152
四、无模型控制律克服大时滞的性能 153
五、小结 155
第四节 无模型控制器、仿人智能控制器、PID控制器仿真比较 155
第五节 无模型控制器在生产上的应用 157
一、常压塔一线温度控制 157
二、Ⅱ糠醛炉-1加热炉温度控制系统 160
三、无模型控制器在其他场合的应用 174
第五章 UMCA控制算法与UCS控制系统 178
第一节 UMCA控制算法 178
一、具有纯滞后环节的模型建立 179
二、复杂算法的建立 179
三、PID参数的改进 180
第二节 UCS控制系统软件及硬件组成 181
一、UMCA控制系统软件 181
二、硬件组成 182
第三节 UCS控制系统 182
一、UCS-6000DCS 182
二、UCS-6600DCS 183
第四节 UMCA控制技术应用场合及其对比 189
一、UMCA控制技术应用形式 189
二、UMCA控制技术与PID控制技术、无模型控制技术的比较 190
第五节 UMCA控制技术在DCS与工控机的通信设计与实现 191
一、概述 191
二、硬件平台 191
三、软件平台 191
四、总体设计 192
五、功能运行程序的主要功能 192
六、运行效果 193
第六节 某炼化总厂糠醛装置UCS控制系统 193
一、润滑油糠醛精制装置UCS控制系统应用 193
二、糠醛装置UCS控制系统详细设计方案 197
第七节 UCS-6000系统维护方法 202
一、控制器维护 202
二、HMI（人—机界面）维护 203
三、UCS控制系统操作规程与维护规程 206
第八节 某炼油厂单塔汽提装置UCS-6000应用 207
第九节 控制器参数 209
一、UMCCA控制器参数 209
二、Smith算法参数 211
三、UCS控制器参数 211
第六章 模型预测控制及应用实例 222
第一节 模型预测控制 222
一、模型预测控制的基本概念 222
二、单变量动态矩阵控制 225
三、多变量动态矩阵控制 229
四、模块多变量预测控制 230
第二节 模块多变量预测控制及在羰基合成反应器中的应用 237
一、简介 237
二、羰基合成反应器的控制问题 2
三、模块多变量预测控制算法 239
四、应用 242
第三节 常压加热炉的先进控制与优化 244
一、常压加热炉的控制 244
二、某厂东蒸馏装置常压加热炉工艺及其控制系统 246
三、PID控制器参数的自动整定 248
四、4路支管温度平衡控制 249
五、常压加热炉出口总管温度的阶梯式广义预测控制 251
六、常压加热炉出口总管温度的模块多变量预测控制 255
七、常压加热炉燃烧优化 261
八、常压加热炉在线燃烧优化控制 264
九、工业锅炉在线燃烧优化 273
十、广义预测控制（GPC）算法与UMCCA控制算法的合成应用 277
参考文献 282