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第1篇 理解反馈控制3

第1章 控制回路中的动态环节3

负反馈回路3

稳态增益与动态增益4

稳定性极限5

回路增益与衰减6

过程迟延7

固定式混合器7

迟延的增益和相位7

比例偏差8

积分控制模式9

积分的增益和相位10

迟延的积分控制11

误差积分准则11

可能的最佳负荷响应13

迟延的PI控制14

过程容积16

非自平衡过程16

储量控制18

自平衡20

一阶时滞的增益和相位22

迟延加一阶时滞模型23

实际的最佳负荷响应23

自然周期和动态增益24

PI调节器的性能和整定26

符号说明27

参考文献29

习题29

第2章 实际过程分析30

二阶时滞过程30

副时滞30

比例控制32

比例加微分控制32

带迟延的二阶时滞过程34

多容过程36

无相互作用的时滞37

有相互作用的时滞和分布式时滞38

直通式过程39

分布式过程的PI控制40

稳态增益41

变送器增益41

过程量纲增益42

阀门增益43

阀门特性43

固有特性43

可调范围的扩展45

安装特性46

阀门特性化器48

符号说明50

参考文献51

习题52

第3章 五类常见的控制回路53

流量控制53

动态特性53

流量计的特性55

系统精度的估计56

压力控制59

液体压力59

气体压力59

蒸汽压力60

液位控制60

水力共振60

比例-时滞控制61

逆响应62

质量控制64

混合过程的动态特性64

过程增益67

质量检测67

温度控制68

多个有相互作用的时滞68

热流量相对于流体流量的关系70

小结70

符号说明71

参考文献72

习题73

第2篇 反馈调节器的选择77

第4章 线性调节器77

性能准则77

误差幅度77

误差积分函数78

统计误差函数80

鲁棒性82

PID调节器82

模式关联83

对负荷变化的整定84

对振荡负荷的响应89

对设定值变化的整定90

积分饱和保护92

基于模型的调节器94

内模控制95

模型预测控制96

PIτd调节器97

PIDτd调节器99

断续控制回路101

采样分析仪102

数字调节器103

符号说明106

参考文献108

习题108

第5章 非线性控制环节109

与振幅相关的增益109

再生振荡110

极限环111

非线性滤波器112

非线性pH控制113

动态非线性函数114

滞环115

速率限制117

负阻118

多状态（位）调节器120

开关控制120

三状态（位）控制122

最佳切换123

模糊逻辑124

符号说明125

参考文献126

习题127

第3篇 多回路系统131

第6章 利用多回路改善控制131

串级控制131

控制闭环回路132

副被调量作为主回路的反馈133

串级调节器的整定135

阀门定位器136

流量串级控制137

多输出控制系统137

总流量控制138

变负荷设备与开关设备的组合140

阀门位置控制140

并行通道的均衡141

选择性控制回路142

多输入142

多约束143

可变结构144

自适应控制系统145

程序适应性146

自整定调节器147

爬山法调节器149

符号说明150

参考文献152

习题152

第7章 前馈控制153

稳态模型154

线性过程155

双线性过程156

比值控制系统157

流量比值控制157

数字式混合系统159

动态补偿160

未经补偿的响应160

延迟与导前-滞后补偿器162

动态补偿器的整定163

前馈和反馈的结合165

对积分误差的影响166

未知和不可测量的负荷167

替代反向计算168

单站调节器169

自适应169

符号说明170

参考文献171

习题172

第8章 关联与解耦173

相对增益分析173

不同的开环增益173

相对增益矩阵（RGA）的性质175

变量的选择176

相对增益的计算177

比值方法178

所有回路都处于开环状态179

所有回路都处于闭环状态180

斜率方法180

矩阵方法180

大系统的分解181

回路关联的影响182

调节器的失谐整定182

相对增益0到1184

相对增益大于1185

负的相对增益186

动态耦合187

解耦188

推理解耦189

黑箱解耦器190

解耦系统的稳定性191

部分解耦193

线性多变量系统194

符号说明195

参考文献196

习题196

第4篇 应用201

第9章 能量的传递与转换201

传热201

直接接触传热201

显热交换202

沸腾与冷凝206

锅炉控制208

燃烧控制208

汽包水位控制210

汽包压力控制211

蒸汽温度控制212

泵与压缩机213

正排量泵213

离心泵213

正排量压缩机215

压缩机防喘振控制215

符号说明219

参考文献220

习题220

第10章 化学反应控制221

化学动力学221

化学平衡221

反应速度223

放热式反应器的稳定性226

调节器性能与鲁棒性228

连续反应器230

化学计量231

温度控制233

使产量最大化234

pH控制235

滴定曲线235

设计建议238

符号说明240

参考文献241

习题242

第11章 传质操作243

精馏243

过程建模243

相对增益分析249

抗干扰性251

最大产品回收率255

最小能量消耗257

组分反馈258

浮压控制259

侧线塔262

蒸发264

多效蒸发264

物料平衡控制265

蒸汽压缩蒸发267

干燥268

干燥速度268

推理控制270

限制与扩展271

含水量反馈271

符号说明272

参考文献274

习题275

第12章 间歇过程控制276

间歇过程的特殊性276

零负荷过程276

间歇过程的终点控制278

半间歇过程279

成批物料的加热280

调节器的选择281

间歇过程的PID控制281

有相互干扰的PID和PIDτd调节器283

斜坡变化的设定值283

间歇反应器285

温度控制285

辅助冷却288

优化产量288

间歇干燥290

含水量的推理控制290

热量回收291

木材的干燥292

符号说明293

参考文献294

习题294

附录A 图形符号说明295

附录B 习题解答296

索引310