第一篇 化工过程控制：特点及有关问题 1
第1章 化工过程控制的目的 1
1.1 抑制外部扰动的影响 3
1.2 确保过程的稳定性 6
1.3 使化工过程的工况最优化 8
第2章 过程控制系统的设计概论 11
2.1 化工过程变量的分类 11
2.2 控制系统的设计要点 12
2.3 整个化工生产过程控制的概述 22
第3章 过程控制系统的硬件 25
3.1 控制系统的基本硬件 25
3.2 数字计算机在过程控制中的应用 27
第一篇重点 29
第一篇思考问题 29
第一篇参考文献 31
第一篇习题 32
第二篇 化工过程动态及静态特性的模型化 39
第4章 数学模型的建立 39
4.1 过程控制为何需要建立数学模型 39
4.2 化工过程的状态变量和状态方程 41
4.3 数学模型的辅助基本方程 47
4.4 纯滞后 50
4.5 建立数学模型的补充示例 51
4.6 模型化的难点 65
思考问题 68
第5章 建立用于控制的模型应考虑的问题 71
5.1 输入-输出模型 71
5.2 自由度 76
5.3 自由度与过程控制器 79
5.4 归纳建立过程控制用模型所涉及的问题 83
思考问题 86
第二篇参考文献 87
第二篇习题 89
第三篇 化工过程的动态特性分析 100
第6章 计算机仿真和非线性系统的线性化 100
6.1 过程动态特性的计算机仿真 100
6.2 单变量系统的线性化 102
6.3 偏差变量 106
6.4 多变量系统的线性化 107
思考问题 114
第7章 拉普拉斯变换 116
7.1 拉氏变换的定义 116
7.2 基本函数的拉氏变换 117
7.3 导数的拉氏变换 126
7.4 积分的拉氏变换 127
7.5 终值定理 128
7.6 初值定理 129
思考问题 130
第8章 用拉氏变换解线性微分方程 131
8.1 示例及求解步骤 131
8.2 拉氏反变换：海维赛展开式 133
8.3 用拉氏变换解线性微分方程的例题 140
思考问题 146
第9章 传递函数和输入-输出模型 147
9.1 单输出过程的传递函数 147
9.2 多输出过程的传递矩阵 151
9.3 传递函数的极点和零点 155
9.4 系统响应的定性分析 157
思考问题 160
第10章 一阶系统的动态特性 162
10.1 什么是一阶系统 162
10.2 模型为一阶系统的过程 163
10.3 纯容量过程的动态响应 167
10.4 一阶滞后系统的动态响应 168
10.5 具有可变时间常数及增益的一阶系统 171
思考问题 172
第11章 二阶系统的动态特性 174
11.1 什么是二阶系统 174
11.2 二阶系统的动态响应 175
11.3 作为二阶系统的多容过程 181
11.4 固有的二阶过程 189
11.5 控制器导致的二阶系统 189
思考问题 192
附录11A 固有二阶动态特性的物理系统举例 193
第12章 高阶系统的动态特性 200
12.1 N个串联的容量 200
12.2 具有纯滞后的动态系统 202
12.3 具有反向响应的动态系统 204
思考问题 207
第三篇参考文献 207
第三篇习题 210
第四篇 反馈控制系统的分析和设计 226
第13章 反馈控制概述 226
13.1 反馈控制的概念 226
13.2 反馈控制器的类型 229
13.3 测量装置(感测组件) 233
13.4 传输管线 237
13.5 执行器 238
14.1 方块图和死循环响应 241
第14章 反馈控制过程的动态特性 241
思考问题 241
14.2 比例控制对被控过程响应的影响 249
14.3 积分控制作用的影响 256
14.4 微分控制作用的影响 259
14.5 组合控制作用的影响 261
思考问题 262
第15章 反馈系统的稳定性分析 264
15.1 稳定性的概念 264
15.2 特征方程式 268
15.3 劳斯-赫尔维茨稳定判据 270
15.4 根轨迹分析 273
思考问题 278
16.1 设计问题的要点 280
第16章 反馈控制器的设计 280
16.2 单一性能准则 281
16.3 时间-积分性能准则 284
16.4 反馈控制器的选型 288
16.5 控制器参数整定 292
思考问题 297
第17章 线牲过程的频率响应分析 299
17.1 一阶系统对正弦输入的响应 299
17.2 一般线性系统的频率响应特性 302
17.3 伯德图 307
17.4 奈魁斯特图 319
思考问题 323
18.1 伯德稳定判据 325
第18章 用频率响应法设计反馈控制系统 325
18.2 增益裕量和相位裕量 329
18.3 齐格勒-尼柯尔斯参数整定法 333
18.4 奈魁斯特稳定判据 336
思考问题 339
第四篇参考文献 340
第四篇习题 343
第五篇 复杂控制系统的分析和设计 361
第19章 大纯滞后或反向响应系统的反馈控制 361
19.1 具有大纯滞后的过程 362
19.2 纯滞后补偿 364
19.3 反向力响应系统的控制 368
思考问题 371
20.1 串级控制 373
第20章 多回路控制系统 373
20.2 选择性控制系统 380
20.3 分程控制 384
思考问题 387
第21章 前馈及比值控制 388
21.1 前馈控制的概念 388
21.2 前馈控制器的设计 390
21.3 有关前馈控制器设计的实际考虑 395
21.4 前馈-反馈控制 399
21.5 比值控制 403
思考问题 405
22.1 适应性控制 406
第22章 适应性及推断控制系统 406
22.2 推断控制 412
思考问题 416
第五篇参考文献 417
第五篇习题 420
第六篇 多变量过程控制系统的设计：整个生产过程控制的介绍 430
第23章 多输入-多输出过程控制方案的综合 430
23.1 多褕入-多褕出控制系统的设计问题 431
23.2 自由度与被控及控制变量的数目 432
23.3 可供选择回路方案的制定 435
23.4 在具有相互关联单元的系统中的推广 438
思考问题 453
24.1 控制回路的关联 455
第24章 控制回路的关联和解耦 455
24.2 相对增益矩阵与回路的选择 463
24.3 非关联控制回路的设计 472
思考问题 476
第25章 整个生产过程控制系统的设计 479
25.1 过程设计与过程控制 479
25.2 甲苯加氢脱烷基制苯生产过程：示例分析 484
25.3 加氢脱烷基生产过程的物料平衡控制 487
25.4 加氢脱烷基生产过程的产品质量控制 493
25.5 有关整个生产过程控制设计的若干说明 497
思考问题 502
第六篇参考文献 504
第六篇习题 506
第七篇 数字计算机过程控制 516
第26章 数字计算机控制回路 516
26.1 数字计算机 517
26.2 计算机与过程之间的数据采集和控制接口 522
26.3 计算机控制回路 526
26.4 控制设计中的新问题 531
思考问题 533
第27章 连续时间与离散时间系统 535
27.7 连续信号的采样 535
27.2 由离散时间值复现连续信号 541
27.3 由连续模型变换为离散时间模型 545
思考问题 551
28.1 z变换的定义 553
第28章 z变换 553
28.2 基本函数的z变换 555
28.3 z变换的性质 559
28.4 z反变换 563
思考问题 568
附录28A 改进z变换 569
第29章 动态系统的离散时间响应 572
29.1 离散动态系统的响应 573
29.2 连续系统的离散时间分析和脉冲传递函数 576
29.3 死循环系统的离散时间分析 586
29.4 离散时间系统的稳定性分析 591
思考问题 596
30.1 常规控制器的数值逼近 599
第30章 数字反馈控制器的设计 599
30.2 采样的影响 603
30.3 一类不同的数字控制器 604
30.4 “振铃”与极点的位置 612
30.5 最优自动调节控制系统的设计 614
思考问题 617
第34章 过程辨识和适应性控制 620
31.1 过程辨识 620
31.2 过程辨识与适应性控制 626
思考问题 631
第七篇参考文献 633
第七篇习题 637
索引 648