目 錄
第1章 概述
1.1 過程控制的任務
1.2 過程控制繫統的組成與特點
1.2.1 過程控制繫統組成
1.2.2 過程控制繫統特點
1.3 過程控制繫統的性能指標
1.4 過程控制的進展
1.4.1 過程控制裝置進展
1.4.2 過程控制策略與算法的進展
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習題
第2章 過程控制繫統建模方法
2.1 過程控制繫統建模概念
2.1.1 建模概念
2.1.2 過程控制繫統建模的兩種基本方法
2.2 機理建模方法
2.2.1 單容對像的傳遞函數
2.2.2 具有純延遲的單容對像特性
2.2.3 無自平衡能力的單容對像特性
2.2.4 多容對像的動態特性
2.3 測試建模方法
2.3.1 對像特性的實驗測定方法
2.3.2 測定動態特性的時域法
2.3.3 測定動態特性的頻域法
2.3.4 測定動態特性的統計相關法
2.3.5 最小二乘法
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習題
第3章 過程控制繫統設計
3.1 過程控制繫統設計步驟
3.2 確定控制變量與控制方案
3.2.1 確定控制目標
3.2.2 確定控制方案
3.3 過程控制繫統硬件選擇
3.3.1 控制裝置
3.3.2 測量儀表和傳感器的選型原則
3.4件計算
3.4.1 流量計算有關的基本概念
3.4.2 流量計類型
3.4.3件
3.5 調節閥選擇
3.5.1 調節閥計算基礎
3.5.2 調節閥的流量特性
3.5.3 調節閥口徑計算
3.6 計算舉例
3.6.1 角接取壓標準孔板計算
3.6.2 蝶閥計算
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習題
第4章 PID調節原理
4.1 PID控制概述
4.2 比例調節(P調節)
4.2.1 比例調節的動作規律和比例帶
4.2.2 比例調節的特點——有差調節
4.2.3 比例帶對於調節過程的影響
4.3 積分調節(I調節)
4.3.1 積分調節規律和積分速度
4.3.2 積分調節的特點——無差調節
4.3.3 積分速度對於調節過程的影響
4.4 微分調節(D調節)
4.5 比例積分微分調節(PID調節)
4.5.1 比例積分(PI)調節
4.5.2 比例微分(PD)調節
4.5.3 比例積分微分調節規律及其基本特征
4.6 數字PID控制
4.6.1 數字PID控制算法
4.6.2 改進的數字PID算法
4.7 PID調節器的參數工程整定
4.7.1 PID參數整定的基本原則
4.7.2 PID參數的工程整定方法
4.7.3 PID參數的自整定方法
4.7.4 數字PID參數的整定
4.8 智能PID控制方法
4.8.1 模糊PID控制
4.8.2 神經網絡PID控制
4.8.3 專家智能自整定PID控制
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習題
第5章 串 級 控 制
5.1 串級控制繫統的基本原理
5.1.1 串級控制繫統的基本概念
5.1.2 串級控制繫統的組成
5.1.3 串級控制繫統的工作過程
5.2 串級控制繫統的特點
5.3 串級控制繫統的設計
5.3.1 主、副回路的設計方法
5.3.2 主、副控制器正、反作用方式的確定
5.3.3 防止控制器積分飽和的措施
5.4 串級控制繫統的控制器參數整定
5.5 串級控制繫統的應用實例
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習題
第6章 特殊控制方法
6.1 比值控制繫統
6.1.1 比值控制繫統的基本概念
6.1.2 比值控制繫統的分析
6.1.3 比值控制繫統設計
6.1.4 比值控制繫統的實施
6.1.5 比值控制繫統的整定
6.1.6 比值控制繫統中的若干問題
6.2 均勻控制繫統
6.2.1 均勻控制的概念
6.2.2 均勻控制繫統的結構形式
6.2.3 控制器的參數整定
6.3 分程控制繫統
6.3.1 基本概念
6.3.2 分程控制的應用
6.3.3 分程閥總流量特性的改善
6.4 選擇性控制繫統
6.4.1 基本概念
6.4.2 選擇性控制繫統的類型及應用
6.4.3 選擇性控制繫統的設計
6.4.4 積分飽和及其防止措施
6.5 閥位控制繫統
6.5.1 基本概念
6.5.2 閥位控制繫統的應用
6.5.3 閥位控制繫統的設計與整定
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習題
第7章 補償控制
7.1 補償控制的基本原理與結構
7.2 前饋控制繫統
7.2.1 前饋控制繫統的概念
7.2.2 前饋控制繫統的基本結構
7.3 大遲延過程繫統
7.3.1 延遲對繫統品質的影響
7.3.2 Smith預估器
7.3.3 大林(Dahlin)算法
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習題
第8章 關聯分析與解耦控制
8.1 控制回路間的關聯
8.1.1 控制回路間的耦合
8.1.2 被控對像的典型耦合結構
8.1.3 耦合程度分析方法
8.2 相對增益矩陣
8.2.1 相對增益矩陣的定義
8.2.2 相對增益的計算
8.2.3 第二放大繫數qij的直接計算法
8.2.4 相對增益矩陣的特性
8.3 減少及消除耦合的方法
8.4 解耦控制繫統設計
8.4.1 前饋補償解耦法
8.4.2 反饋解耦法
8.4.3 對角陣解耦法
8.4.4 單位陣解耦法
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習題
第9章 模糊控制
9.1 概述
9.1.1 模糊的基本概念
9.1.2 模糊控制繫統
9.2 模糊集合的基本概念
9.2.1 模糊集合
9.2.2 模糊集的基本運算
9.3 模糊關繫
9.3.1 普通關繫
9.3.2 模糊關繫
9.3.3 模糊變換
9.3.4 模糊決策
9.4 模糊推理
9.4.1 模糊邏輯
9.4.2 模糊語言算子
9.4.3 模糊推理
9.5 模糊控制器原理及設計
9.5.1 模糊控制繫統的組成
9.5.2 模糊控制原理
9.5.3 模糊控制繫統設計
9.6 工業電阻爐溫度模糊控制繫統
9.6.1 繫統簡介
9.6.2 電阻爐溫度模糊控制器設計
9.6.3 控制效果
9.7 浮選過程模糊控制繫統
9.7.1 浮選工藝過程
9.7.2 浮選過程模糊控制器設計
9.7.3 控制效果
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習題
第10章 預測控制
10.1 模型預測控制的基本原理
10.2 動態矩陣控制DMC
10.2.1 預測模型
10.2.2 滾動優化
10.2.3 反饋校正
10.2.4 算法實現
10.2.5 參數選擇
10.2.6 DMC的主要特征和優點
10.3 模型算法控制MAC
10.3.1 具有簡易性能指標的MAC算法
10.3.2 具有一般性能指標的MAC算法
10.3.3 算法實現
10.3.4 MAC的主要特征和優點
10.4 廣義預測控制算法
10.4.1 廣義預測控制基本理論
10.4.2 基於Toeplitz預測方程的廣義預測控制算法
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習題
第11章 先進控制
11.1 自適應控制
11.1.1 自適應控制概述
11.1.2 模型參考自適應控制
11.1.3 自校正控制
11.2 智能控制
11.2.1 智能控制基礎
11.2.2 智能控制的理論結構
11.2.3 遞階控制
11.2.4 基於知識的專家控制
11.2.5 仿人智能控制
11.2.6 神經控制
11.3 魯棒控制
11.3.1 基本概念
11.3.2 H∞優化與魯棒控制
11.3.3 標準H∞控制
11.3.4 H∞控制的求解
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習題
第12章 集散控制繫統(DCS)和現場總線控制繫統(FCS)
12.1 DCS概述
12.1.1 DCS的產生過程
12.1.2 DCS的發展歷程
12.1.3 DCS的特點
12.1.4 DCS的體繫結構
12.2 集散繫統的通信技術及體繫結構
12.2.1 數據通信原理
12.2.2 數據通信繫統結構
12.2.3 通信協議
12.3 和利時MACS繫統
12.3.1 MACS組態原理
12.3.2 應用繫統組態
12.4 國產集散繫統——HS2000
12.4.1 HS2000繫統的基本特點
12.4.2 HS2000繫統的基本組成
12.4.3 HS2000繫統的硬件配置
12.4.4 HS2000繫統的現場控制站配置
12.4.5 HS2000繫統的軟件組態
12.5 HS2000 DCS工程建立步驟
12.5.1 工程分析
12.5.2 工程建立
12.5.3 定義設備組態工具
12.6 和利時MACS集散繫統在工業鍋爐中的應用
12.6.1 概述
12.6.2 硬件配置
12.6.3 控制繫統簡介
12.6.4 DCS控制繫統軟件設計
12.6.5 繫統組成
12.6.6 繫統調試
12.6.7 結語
12.7 大型集散控制繫統——TDC3000
12.7.1 TDC3000繫統的結構特性
12.7.2 TDC3000繫統的數據采集和控制
12.7.3 TDC3000繫統的軟件組態
12.8 現場總線控制繫統
12.8.1 現場總線和FCS的產生
12.8.2 FCS的體繫結構
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習題
第13章 過程控制MATLAB仿真
13.1 基於MATLAB的繫統建模
13.1.1 典型工業過程的階躍響應仿真
13.1.2 一階繫統作圖法建模及仿真
13.1.3 一階繫統兩點法建模及仿真
13.1.4 二階繫統兩點法建模及仿真
13.2 基於MATLAB的PID控制仿真
13.2.1 P、I、D及其組合控制的仿真
13.2.2 抗積分飽和控制方法及仿真
13.2.3 改進的微分控制方法及仿真
13.3 基於MATLAB的串級控制仿真
13.4 基於MATLAB的補償控制仿真
13.4.1 前饋控制仿真
13.4.2 Smith預估補償控制仿真
13.4.3 多變量繫統的前饋補償解耦
13.5 基於MATLAB的模糊控制仿真
13.6 基於MATLAB的預測控制仿真
13.6.1 動態矩陣控制(DMC)仿真
13.6.2 廣義預測控制(GPC)仿真
本章小結
習題
參考文獻