过程控制系统

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 （128）
5.3.1 控制装置的选择 （128）
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）
5.4.2 流量计类型 （134）
5.4.3 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 （181）
7.1.7 串级控制系统的应用举例 （182）
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 （244）
9.6 模糊控制 （245）
9.6.1 模糊控制及其特点 （245）
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 （253）
10.1 集散控制系统 （253）
10.1.1 集散控制系统概述 （253）
10.1.2 集散控制系统的递阶结构 （261）
10.1.3 集散控制系统的通信网络 （264）
10.1.4 集散控制系统的应用 （266）
10.2 基于现场总线的控制系统 （268）
10.2.1 现场总线的基本概念 （268）
10.2.2 现场总线的标准 （269）
10.2.3 基于现场总线的控制系统设计 （273）
10.3 工业以太网 （275）
10.3.1 工业以太网概述 （275）
10.3.2 OPC技术 （276）
10.3.3 现代生产企业网络结构 （279）
习题 （281）
第11章 典型生产过程控制与工程设计 （282）
11.1 典型生产过程控制 （282）
11.1.1 电厂锅炉的过程控制 （282）
11.1.2 精馏塔的过程控制 （290）
11.2 过程控制系统的工程设计 （295）
11.2.1 工程设计的目的和主要内容 （296）
11.2.2 工程设计的具体步骤 （296）
11.2.3 控制系统的抗干扰和接地设计 （299）
习题 （302）
参考文献 （303）

付华，辽宁工程大学教授。中国煤炭工业信息与自动化专业委员会委员，辽宁省仪器学科教学指导委员会委员。主持完成国家863项目、国家自然科学基金项目、教育部博士点基金、博士后基金、辽宁省科技攻关项目、辽宁省重大科技项目、省创新团队项目、很好人才项目等40余项，主持完辽宁省教改项目、省十一五、十二五教学科研项目多项。

本书共分11章，包括绪论、被控过程的数学模型、过程控制参数检测与变送、过程控制仪表、过程控制系统设计、简单控制系统的设计、常用高性能控制系统、实现特殊要求的过程控制系统、复杂过程控制系统、网络化过程控制系统、典型生产过程控制与工程设计等。本书借助二维码技术，给出大量的视频、图片、Word文档等资料，对相关知识点内容进行扩充。本书可作为高等院校自动化、测控技术、电气信息类专业本科学生的教材，也可供研究生及相关技术领域的专业人员学习参考。

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