普通高等教育仪器类“十三五”规划教材 过程控制系统2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1过程控制系统发展概述1

1.2过程控制系统的特点、任务及目标3

1.2.1过程控制系统的特点3

1.2.2过程控制系统的任务及目标4

1.3过程控制系统的组成及分类5

1.3.1过程控制系统的组成5

1.3.2过程控制系统的分类6

1.4过程控制系统的性能指标8

习题10

第2章 被控过程的数学模型11

2.1被控过程的数学模型简介11

2.1.1数学模型的要求11

2.1.2建立被控过程数学模型的方法12

2.2解析法建立过程的数学模型13

2.2.1解析法建模的基本原理和一般步骤13

2.2.2自衡过程的数学模型建立14

2.2.3非自衡过程建模18

2.3测试法建立过程的数学模型19

2.3.1阶跃响应曲线法建模20

2.3.2最小二乘法建立被控过程的数学模型27

习题32

第3章 过程控制参数检测与变送35

3.1过程参数检测与变送概述35

3.1.1基本概念35

3.1.2自动化单元仪表的工作特性36

3.1.3误差概念37

3.2温度检测与变送39

3.2.1温度检测方法39

3.2.2典型模拟式温度变送器48

3.2.3智能式温度变送器54

3.3压力检测与变送56

3.3.1压力的概念及其检测56

3.3.2 DDZ-Ⅲ型力矩平衡式差压变送器59

3.3.3电容式差压变送器63

3.4流量的检测与变送66

3.4.1流量的概念与检测方法66

3.4.2典型流量检测仪表67

3.5物位检测与变送74

3.5.1物位检测的主要方法74

3.5.2典型物位检测仪表74

习题78

第4章 过程控制仪表80

4.1过程控制仪表概述80

4.1.1过程控制仪表的发展81

4.1.2过程控制仪表的分类82

4.1.3控制仪表的功能83

4.2 DDZ-Ⅲ型模拟式调节器83

4.2.1比例积分微分调节器83

4.2.2 DDZ-Ⅲ型PID基型调节器90

4.3数字式控制器94

4.3.1信号采样保持及A/D转换95

4.3.2数据处理与滤波95

4.3.3数字PID控制算法98

4.3.4输出处理100

4.4执行器101

4.4.1执行器的构成原理101

4.4.2气动执行器的应用102

4.4.3电-气转换器的应用110

4.4.4智能式电动执行器112

4.4.5执行器的选择与计算113

4.5安全栅115

4.5.1安全火花防爆系统116

4.5.2齐纳式安全栅117

4.5.3隔离式防爆栅118

习题120

第5章 过程控制系统设计122

5.1过程控制系统设计步骤122

5.2确定控制变量与控制方案124

5.2.1确定控制目标124

5.2.2确定控制方案125

5.3过程控制系统硬件选择129

5.3.1控制装置的选择129

5.3.2测量仪表和传感器的选择132

5.4节流元件计算133

5.4.1流量计算的有关基本概念133

5.42流量计类型134

5.43节流元件137

5.5调节阀选择138

习题139

第6章 简单控制系统的设计140

6.1简单控制系统设计概述140

6.1.1控制系统设计任务及开发步骤141

6.1.2设计中需要注意的问题143

6.2控制方案的确定143

6.2.1被控参数的选择143

6.2.2控制参数的选择145

6.2.3被控参数的测量与变送147

6.2.4调节规律对控制质量的影响及其选择150

6.2.5执行器的选择151

6.2.6调节器作用方式的选择152

6.3调节器参数的整定152

6.3.1调节器参数整定的理论基础152

6.3.2调节器参数的整定方法153

6.4单回路控制系统设计实例156

习题160

第7章 常用高性能控制系统163

7.1串级控制系统163

7.1.1串级控制系统的提出163

7.1.2串级控制系统的组成165

7.1.3串级控制系统的工作过程167

7.1.4串级控制系统的分析168

7.1.5串级控制系统的设计172

7.1.6串级控制系统的整定方法180

7.1.7串级控制系统的应用举例181

7.2前馈控制系统185

7.2.1前馈控制系统的基本概念185

7.2.2前馈控制系统的特点及局限186

7.2.3前馈-反馈控制系统187

7.2.4应用举例188

7.3大滞后过程控制系统189

7.3.1大滞后过程与常规控制方案189

7.3.2大滞后过程的预估补偿控制191

7.3.3应用举例193

习题196

第8章 实现特殊要求的过程控制系统198

8.1比值控制198

8.1.1比值控制原理198

8.1.2比值控制系统设计202

8.1.3比值控制系统参数整定204

8.2均匀控制系统204

8.2.1均匀控制系统概述204

8.2.2均匀控制系统的设计207

8.3分程控制系统208

8.3.1分程控制的概念208

8.3.2分程控制系统的设计209

8.3.3分程控制系统的应用210

8.4自动选择性控制系统213

8.4.1自动选择性控制的概念213

8.4.2自动选择性控制系统的类型及工作过程213

8.4.3自动选择性控制系统的设计217

习题218

第9章 复杂过程控制系统220

9.1序言220

9.2多变量解耦控制系统221

9.2.1耦合过程及其要解决的问题222

9.2.2相对增益与相对增益矩阵224

9.2.3解耦控制系统的设计227

9.3适应过程参数变化的控制系统231

9.3.1适应静态增益变化的控制系统232

9.3.2适应滞后时间变化的控制系统233

9.3.3适应时间常数变化的控制系统235

9.4推理控制系统236

9.4.1推理控制系统的组成236

9.4.2推理-反馈控制系统239

9.4.3输出可测条件下的推理控制系统240

9.5预测控制系统241

9.5.1预测模型242

9.5.2参考轨迹243

9.5.3优化算法243

9.6模糊控制244

9.6.1模糊控制及其特点244

9.6.2预备知识245

9.6.3模糊控制的基本原理与控制247

9.6.4模糊控制系统设计248

习题251

第10章 网络化过程控制系统252

10.1集散控制系统252

10.1.1集散控制系统概述252

10.1.2集散控制系统的递阶结构260

10.1.3集散控制系统的通信网络263

10.1.4集散控制系统的应用265

10.2基于现场总线的控制系统267

10.2.1现场总线的基本概念267

10.2.2现场总线的标准268

10.2.3基于现场总线的控制系统设计272

10.3工业以太网274

10.3.1工业以太网概述274

10.3.2 OPC技术275

10.3.3现代生产企业网络结构278

习题280

第11章 典型生产过程控制与工程设计281

11.1典型生产过程控制281

11.1.1电厂锅炉的过程控制281

11.1.2精馏塔的过程控制288

11.2过程控制系统的工程设计294

11.2.1工程设计的目的和主要内容294

11.2.2工程设计的具体步骤295

11.2.3控制系统的抗干扰和接地设计297

习题300

参考文献302