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內容簡介: |
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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關於作者: |
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、优秀人才项目等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。
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目錄:
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目录
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)
3.3.2DDZ-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)
4.2DDZ-Ⅲ型模拟式调节器(83)
4.2.1比例积分微分调节器(83)
4.2.2DDZ-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AD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)
10.3.2OPC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)
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內容試閱:
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前 言
过程控制是将自动控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表等知识相结合而构成的一门应用科学。本书结合当前工程实际、目前教学及过程控制的最新发展,详细介绍被控过程数学模型、被控过程参数检测与变送、执行器及过程控制系统设计等基础内容,并结合实例对串级、预测、网络化过程等复杂控制系统进行深入阐述,注重实践,适用于工程人才的培养。
本书共分11章,第1章概述过程控制系统,第2章介绍被控过程数学模型的建立方法,第3章介绍过程控制参数检测与变送,第4章介绍过程控制仪表,第5章重点介绍过程控制系统设计中的被控变量确定、控制方案确定、系统硬件选择、节流元件计算及调节阀选择,第6章介绍简单控制系统的设计,第7章介绍串级控制系统、前馈控制系统和大滞后过程控制系统,第8章介绍比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统和自动选择性控制系统,第9章介绍多变量解耦控制系统、适应过程参数变化的控制系统、推理控制系统、预测控制系统和模糊控制系统,第10章介绍网络化过程控制系统,第11章介绍以电厂锅炉和精馏塔为例的典型生产过程控制,以及过程控制系统的工程设计。
本书由浅入深地介绍过程控制系统的被控过程参数检测与变送、执行器选择、被控过程建模、控制器设计方法等内容。内容上注重与工程实践的联系,每部分内容均结合实例分析;借助二维码技术,对相关知识点内容进行扩充,通过扫描二维码,可学习相关知识点的视频、图片、文档等二维码资料,加深对知识点的理解,拓展知识面。
本书第1章由付华执笔;第2章由杜晓坤执笔;第3章由徐耀松执笔;第4章由孙鑫执笔;第5和9章由任志玲执笔;第6章由杜忠波执笔;第7和8章由阎馨执笔;第10和11章由刘昕明执笔。全书的写作思路及统稿工作由付华和阎馨完成。此外,邱微、于翔、郭玉雯、梁漪、齐晓娟、费剑尧、高振彪、林冬、夏博文等也参加了本书的编写工作。在此,向对本书的完成给予了热情帮助的同行们表示感谢。
由于作者的水平有限,加上时间仓促,书中的错误和不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。
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