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目录1

第一章　概述1

§1-1　工业过程控制的发展概况1

§1-2　过程控制系统的组成与分类2

1·2·1 过程控制系统的组成2

1·2·2 过程控制系统的分类4

§1-3 过程控制系统的质量指标4

1·3·1 衰减比n5

1·3·2 最大偏差（或称动态偏差）A5

1·3·3 控制时间（过渡时间或回复时间）tc5

1·3·4 余差（静差或残余偏差）Δ5

第二章 过程模型与辨识7

§2-1 单容对象的动态特性7

2·2·1 单容对象的传递函数7

2·1·2 动态方程的讨论9

2·1·3 电加热炉的动态特性10

2·1·4 压力对象10

2·1·5 具有纯滞后的单容对象的特性11

2·1·6 无自平衡能力的单容对象11

§2-2 多容对象的动态特性12

2·2·1 相互独立的双容对象12

2·2·2 相互作用的双容对象14

§2-3 测定对象动态特性的方法15

2·3·1 测定对象动态特性的时域法16

2·3·2 测定对象动态特性的频率法27

2·3·3 用统计相关法测对象的动态特性28

2·3·4 最小二乘法40

思考题与习题45

3·1·1 温度传感器47

§3-1 工业过程的传感器47

第三章 工业过程的检测部件和执行器47

3·1·2 压力及真空度传感器53

3·1·3 流量传感器56

3·1·4 物料电子称量传感器59

3·1·5 物位检测传感器61

3·1·6 其它类型的传感器65

§3-2 传感器的调理电路71

3·2·1 电桥电路71

3·2·2 电荷放大器74

3·2·3 低漂移直流放大器76

3·2·4 高输入阻抗放大器78

3·2·5 光电转换电路80

§3-3 过程控制的执行器81

3·3·1 电动执行器82

3·3·2 气动执行器85

思考题与习题94

第四章 过程计算机的硬件和软件95

§4-1 过程计算机的组成与特点95

4·1·1 过程计算机的组成95

4·1·2 工业过程计算机的特点95

§4-2 过程计算机的硬件96

4·2·1 硬件96

4·2·2 字长与功能的关系98

4·2·3 其它一些硬件的选择99

§4-3 过程计算机的软件100

4·3·1 系统软件100

4·3·2 应用软件101

思考题与习题102

5·1·1 过程通道的组成和功用103

第五章 过程通道与巡回检测103

§5-1 概述103

5·1·2 信号变换中的采样、量化和编码104

§5-2 模拟量输入通道108

5·2·1 模拟量输入通道的一般组成和主要功能108

5·2·2 多路转换器108

5·2·3 采样与保持器110

5·2·4 模／数转换器112

§5-3 模拟量输出通道119

5·3·1 多路模拟量输出通道的结构形式119

5·3·2 数／模转换器120

§5-4 过程通道的抗干扰措施126

5·4·1 串模干扰及其抑制126

5·4·2 共模干扰及其抑制127

5·5·1 概述128

§5-5 数字滤波器128

5·5·2 常用数字滤波方法129

§5-6 巡回检测131

5·6·1 巡回检测系统的组成和功能131

5·6·2 多路数据采集系统133

思考题与习题135

第六章 单回路计算机控制136

§6-1 概述136

§6-2 调节器及其控制作用137

6·2·1 比例调节器137

6·2·2 比例积分调节器137

6·2·3 比例积分微分调节器138

§6-4 连续PID调节的离散化139

6·4·1 计算机控制系统设计方法概述139

§6-3 调节器的选型139

6·4·2 常用离散化方法简介140

6·4·3 数字PID控制算法144

§6-5 PID算法的改进146

6·5·1 “饱和”效应及“饱和”作用的抑制146

6·5·2 其它改进算法149

§6-6 单回路控制系统的参数整定150

6·6·1 模拟PID调节器参数整定的实用方法151

6·6·2 数字PID调节器的参数整定和采样周期的选择157

思考题与习题159

第七章 串级计算机控制系统161

§7-1 串级控制原理161

§7-2 串级控制的效果163

7·3·1 副回路的选择168

§7-3 串级控制系统的设计168

7·3·2 主、副调节器控制规律的选择171

7·3·3 调节器与调节阀作用方式的配合171

7·3·4 调节器参数的工程整定方法172

§7-4 串级计算机控制系统174

7·4·1 串级控控制的一般数字算法175

7·4·2 副回路数字算法的设计177

7·4·3 多回路串级控制系统181

思考题与习题181

第八章 特殊用途的过程计算机控制系统182

§8-1 均匀控制系统182

8·1·1 均匀控制的概念182

8·1·2 均匀控制系统的结构形式182

8·1·3 计算机双冲量均匀控制系统183

8·2·1 比值控制系统的类型184

§8-2 比值控制系统184

8·2·3 计算机比值控制系统186

8·2·2 比值控制系统的实现186

§8-3 分程控制系统187

8·3·1 概述187

8·3·2 分程控制系统应用实例188

8·3·3 两个调节阀平滑过渡问题190

§8-4 自动选择性控制系统191

8·4·1 概述191

8·4·2 选择性控制的类型191

8·4·3 调节设备选择与参数整定194

8·4·4 窑炉多变量选择性燃烧计算机控制系统196

8·5·1 概述200

8·5·2 低循环倍率锅炉给水全程控制系统200

§8-5 全程控制系统200

8·5·3 全程计算机控制程序框图208

§8-6 前馈控制系统210

8·6·1 前馈控制的概念210

8·6·2 前馈控制器的控制规律210

8·6·3 前馈控制的形式210

8·6·4 前馈-反馈控制213

8·6·5 前馈-串级控制215

8·6·6 前馈控制的应用场合216

思考题与习题217

第九章 有纯延迟的过程计算机控制系统218

§9-1 过程纯延迟对控制质量的影响218

§9-2 大林（Dahlin）算法221

9·2·1 大林算法的基本形式221

9·2·2 大林算法的程序流程223

9·2·3 大林算法的参数整定224

9·2·4 振铃现象及其消除方法225

§9-3 史密斯（Smith）预估器算法229

9·3·1 史密斯预估器的模型补偿原理229

9·3·2 数字史密斯预估控制系统231

9·3·3 史密斯预估控制系统抗干扰性能分析233

9·3·4 史密斯预估器完全抗干扰设计238

§9-4 高滕（Gautan）和马札雷森（Mutharasan）算法241

§9-5 自适应史密斯预估控制方法244

§9-6 多变量史密斯预估器249

思考题与习题251

第十章 多变量过程控制系统253

§10-1 概述253

10·1·1 飞行控制系统253

10·1·2 热处理炉温度控制系统254

10·1·3 精馏塔温度控制255

10·1·4 人工气候室255

§10-2 相对增益分析法256

10·2·1 应用直接法确定耦合系统的耦合程度256

10·2·2 相对增益矩阵259

10·2·3 相对增益的确定260

10·2·4 第二放大系数的直接计算法261

10·2·5 相对增益矩阵的特性262

10·2·6 相对增益分析法的应用263

§10-3 对角阵解耦法265

10·3·1 耦合对象的耦合形式及其数学描述265

10·3·2 解耦器的结构形式及其在系统中的配置268

10·3·3 解耦条件270

10·3·4 对角阵解耦设计法272

§10-4 计算机解耦控制系统设计283

§10-5 多变量前馈控制系统287

§10-6 多变量前馈-反馈控制系统289

思考题与习题289

第十一章 最优过程控制系统292

§11-1 最优控制的概念292

11·1·1 动态最优控制292

11·1·2 静态最优控制293

§11-2 静态最优控制系统294

11·2·1 模型法静态最优控制系统294

11·2·2 搜索法静态最优控制系统304

§11-3 动态最优控制系统313

11·3·1 离散最优二次型控制313

11·3·2 最优控制的动态规划法317

思考题与习题319

12·1·1 自适应控制问题的提出321

第十二章 自适应工业过程控制系统321

§12-1 自适应控制的基本概念321

12·1·2 自适应控制的定义和分类322

§12-2 自校正控制系统的设计324

12·2·1 自校正控制系统的设计原则325

12·2·2 最小方差控制器和极点配器控制器326

12·2·3 最小二乘参数估计329

12·2·4 最小方差自校正控制器330

12·2·5 极点配置自校正控制系统的参数估计331

§12-3 自校正控制系统实例333

12·3·1 造纸工业中纸张的基本重量和湿度控制333

12·3·2 矿石粉碎机控制335

思考题与习题337

13·1·1 集散控制系统的产生338

第十三章 集散控制系统338

§13-1 概述338

13·1·2 集散控制系统的组成339

13·1·3 集散控制系统的优点339

13·1·4 集散控制系统发展概况340

§13-2 基本控制器341

13·2·1 基本控制器的构成341

13·2·2 基本控制器的功能342

13·2·3 基本控制器的工作方式343

13·2·4 基本控制器的工作原理343

13·2·5 基本控制器的可靠性345

13·2·6 基本控制器的组态345

§13-3 就地操作员接口352

13·3·1 DEP的基本功能352

§13-4 数据通信系统353

13·4·1 数据通信方式353

13·3·2 DEP的组成部分353

13·3·3 对DEP的设计要求353

13·4·2 通信网络结构354

13·4·3 通信控制方式356

13·4·4 通信系统的可靠性358

§13-5 CRT操作台和上位计算机控制358

13·5·1 CRT操作台的组成358

13·5·2 操作站的功能359

13·5·3 操作站的可靠性359

13·5·4 带管理计算机的综合操作中心359

思考题与习题360

参考文献360