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| 內容簡介： |
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本书结合控制基础、控制技术和控制工程的一体化知识体系，介绍了过程控制基础知识（含控制系统基础、控制建模基础、检测技术基础等）、过程控制主体知识（含检测技术和控制系统）、控制工程应用案例的内容。全书知识点递进关系清晰：控制基础检测技术控制建模简单控制复杂控制先进控制计算机控制过程案例应用，各章给出思考和练习，适合教学使用。全书逻辑清楚、内容详尽、实用性强，适合过程装备与控制工程等相关专业本科生使用。
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| 關於作者： |
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李晶，博士，教授，长春理工大学机电工程学院系主任，毕业于吉林化工学院。中国化工学会化工机械专业委员。主持国家级、省部级项目多项，发表研究论文30余篇。
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| 目錄：
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第1章 过程控制基础 1
1.1 生产过程控制 1
1.1.1 过程工业的特点 1
1.1.2 生产过程控制主要任务 1
1.1.3 生产过程控制主要内容与控制目标 2
1.2 过程控制进展 3
1.2.1 过程控制装置的进展 3
1.2.2 过程控制策略与算法的进展 4
1.3 过程控制系统组成和特点 4
1.3.1 过程控制系统组成 4
1.3.2 过程控制系统特点 7
1.4 过程控制系统分类 8
1.4.1 按给定值的特点划分 8
1.4.2 按系统输出信号对操纵变量影响划分 9
1.4.3 按系统的复杂程度划分 9
1.4.4 按系统克服干扰的方法划分 10
1.5 过程控制系统过渡过程及其性能指标 11
1.5.1 控制系统的过渡过程 11
1.5.2 控制系统的性能指标 13
思考与练习 14
第2章 过程检测技术 16
2.1 检测概述 16
2.1.1 检测的基本方法 16
2.1.2 测量误差与分类 17
2.1.3 检测仪表与系统 18
2.1.4 检测性能指标 19
2.1.5 检测仪表的分类 20
2.2 温度检测 21
2.2.1 概述 21
2.2.2 热电偶及测温原理 22
2.2.3 热电阻及测温原理 26
2.2.4 应用案例 27
2.3 压力检测 29
2.3.1 概述 29
2.3.2 液柱式压力检测 30
2.3.3 弹性式压力检测 31
2.3.4 电容式压力检测 31
2.3.5 应变式压力检测 32
2.3.6 应用案例 33
2.4 流量检测 35
2.4.1 概述 35
2.4.2 节流式流量检测 36
2.4.3 电磁式流量检测 38
2.4.4 容积式流量检测 38
2.4.5 变面积式流量检测 39
2.4.6 应用案例 40
2.5 液位检测 41
2.5.1 概述 41
2.5.2 静压式液位计 42
2.5.3 浮力式液位计 43
2.5.4 电容式液位计 44
2.5.5 超声波式液位计 45
2.5.6 应用案例 46
2.6 成分检测 46
2.6.1 概述 46
2.6.2 热导式检测技术 47
2.6.3 热磁式检测技术 49
2.6.4 红外式成分检测 50
2.6.5 色谱分析方法 52
2.6.6 应用案例 55
2.7 检测信号变换技术 55
2.7.1 信号变换的基本形式 55
2.7.2 常见信号间的变换 58
思考与练习 64
第3章 过程控制系统建模 66
3.1 被控过程的数学模型与建立 66
3.1.1 过程的数学模型 66
3.1.2 过程建模的目的与要求 67
3.1.3 过程建模的方法 68
3.2 机理法建模 69
3.2.1 基本思路 69
3.2.2 单容对象的数学模型 69
3.2.3 多容对象的数学模型 71
3.3 测试法建模 74
3.3.1 对象特性的实验测定方法 74
3.3.2 测定动态特性的时域法 75
3.3.3 测定动态特性的频域法 81
思考与练习 83
第4章 简单控制系统 84
4.1 简单控制系统组成 84
4.2 简单控制系统设计 85
4.2.1 被控变量和操控变量的选择 85
4.2.2 变送器及其选择基本要求 86
4.2.3 控制器及控制规律的选择 90
4.2.4 执行器（调节阀）的选择 107
4.3 简单控制系统的参数整定 113
4.3.1 经验整定法 113
4.3.2 临界比例度法 114
4.3.3 衰减曲线法 115
4.4 控制系统的投运 116
4.5 简单控制系统设计案例 117
思考与练习 118
第5章 复杂控制系统 120
5.1 串级控制系统 120
5.1.1 基本原理和结构 120
5.1.2 串级控制系统的特点 121
5.1.3 串级控制系统的设计 122
5.1.4 控制器参数整定 124
5.1.5 应用案例 124
5.2 比值控制系统 128
5.2.1 比值控制原理和结构 128
5.2.2 比值系数的计算 130
5.3 均匀控制系统 131
5.3.1 均匀控制的提出 131
5.3.2 均匀控制系统的分类 132
5.3.3 控制规律的选择及参数整定 134
5.4 前馈控制系统 135
5.4.1 基本原理 135
5.4.2 前馈控制系统的主要结构形式 135
5.4.3 采用前馈控制系统的条件 136
5.5 选择性控制系统 136
5.6 分程控制系统 138
5.6.1 基本概念 138
5.6.2 分程控制的应用 138
思考与练习 140
第6章 先进过程控制系统 142
6.1 模糊控制 142
6.1.1 模糊集合 142
6.1.2 模糊关系 146
6.1.3 模糊推理 150
6.1.4 模糊控制器原理及设计 154
6.2 预测控制 157
6.2.1 预测控制的基本原理 157
6.2.2 预测控制工业应用 158
6.3 自适应控制 158
6.3.1 自校正控制系统 159
6.3.2 模型参考自适应控制系统 159
6.4 神经网络控制 160
6.4.1 神经元模型 160
6.4.2 人工神经网络 161
6.4.3 神经网络在控制中的应用 161
6.5 鲁棒控制 162
6.6 故障检测诊断和容错控制 163
6.6.1 故障检测诊断 163
6.6.2 容错控制 164
6.7 解耦控制 164
6.7.1 耦合现象的影响与分析 164
6.7.2 解耦控制方法 165
思考与练习 166
第7章 过程计算机控制系统 168
7.1 过程计算机控制系统基本概念 168
7.2 过程计算机控制系统组成 169
7.2.1 硬件组成 169
7.2.2 软件组成 171
7.3 过程计算机控制系统分类 171
7.3.1 数据采集和监视系统 172
7.3.2 直接数字控制系统 172
7.3.3 监督控制系统 173
7.3.4 分布式控制系统 173
7.3.5 现场总线控制系统 174
7.4 过程计算机控制系统设计方法 175
7.4.1 连续域设计-离散化方法 175
7.4.2 直接数字域（离散域）设计 176
7.5 过程计算机控制系统发展概况及趋势 176
7.5.1 发展概况 176
7.5.2 发展趋势 177
思考与练习 179
第8章 典型过程单元控制方案 180
8.1 流体输送设备的控制 180
8.1.1 泵的控制 180
8.1.2 压缩机的控制 183
8.1.3 变频调速器的应用 184
8.1.4 防喘振控制系统 185
8.2 传热设备的控制 186
8.2.1 传热设备的静态数学模型 186
8.2.2 一般传热设备的控制 187
8.2.3 管式加热炉的控制 189
8.3 锅炉设备的控制 191
8.3.1 锅炉汽包水位的控制 192
8.3.2 锅炉燃烧系统的控制 195
8.3.3 蒸汽过热系统的控制 197
8.4 精馏塔的控制 198
8.4.1 精馏塔的控制要求 198
8.4.2 精馏塔的扰动分析 199
8.4.3 精馏塔被控变量的选择 200
8.4.4 精馏塔的控制方案 202
8.4.5 精馏塔的先进控制 204
8.5 石油化工过程的控制 209
8.5.1 常减压过程的控制 209
8.5.2 催化裂化的过程控制 212
8.5.3 乙烯生产过程的控制 215
8.5.4 聚合过程的控制 217
8.6 生化过程的控制 222
8.6.1 常用生化过程控制 223
8.6.2 青霉素发酵过程控制 225
8.6.3 啤酒发酵过程控制 226
8.7 造纸过程的控制 227
8.7.1 纸浆浓度的控制 227
8.7.2 纸料配浆的比值控制 228
8.7.3 磨浆机的控制 229
8.7.4 白水回收控制 230
8.8 冶金过程的控制 230
8.8.1 高炉炼铁生产过程的控制 231
8.8.2 转炉炼钢过程的控制 232
8.8.3 初轧生产过程的控制 234
附录A 热电偶的分度表 236
附录B 主要热电偶的参考函数和逆函数 249
附录C 压力单位换算表 252
附录D 节流件和管道常用材质的热膨胀系数 253
参考文献 254
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| 內容試閱：
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前言
从过程装备与控制工程专业建设以来，国内已经有近百所高校开设了这个专业，该专业得到了很大的发展。然而，由于各高校建设基础和建设定位不同，执行的专业培养方案也不尽相同。特别是在原有化工机械与设备专业基础上增设的过程控制内容，更是各取所长、各抒己见。其中，绝大多数高校都给学生进行了控制工程基础、检测原理与技术和与过程控制系统相关的过程控制技术知识的学习。但是，各高校开设的课程、选用的授课教材以及课程设置学时大多不尽相同，所以，有必要进行相关课程内容的整合建设。针对课时少、教师任课量大的教学现状，笔者课程团队根据多年一线教学工作经验，征集同行意见，整合了过程检测与过程控制相关内容，编写了这本教材。本教材把过程装备及控制工程先修课程内容复变函数和机械工程控制基础相关部分知识点整合进来，形成过程控制基础、过程参数检测、过程控制系统、过程控制工程应用为一体的内容体系。预期通过本教材的学习培养学生了解过程控制类综合知识的能力。
本书共8章，内容丰富，涉及面广，注重理解实用性。在各章中选编了一些实例，并附有思考与习题，以便学生在学习过程中更容易对所学内容进行理解和掌握。多门课程知识整合后，将对过程装备与控制工程专业学生理论学习与专业实践更有针对性地指导，同时在不增加更多基础知识的情况下，较好地掌握过程控制相关的内容，符合专业教学指导思想，可为过程装备与控制工程专业的学生提供更为实用的过程装备控制知识。
本书由李晶主编，王妍和张为老师为主要参编者，其他参与本教材编写的教师也均是过程装备与控制工程专业的一线教师。其中，李晶老师编写第1、5、6章，张为老师编写第2章，王妍老师编写第3章，刘亮老师编写第4章，刘利强老师编写第7章，姜吉光老师编写第8章。
本书在编写过程中，得到全国过程装备与控制工程专业教学指导委员会委员、长春理工大学机电工程专业曹国华教授，新疆大学过程装备与控制工程专业毛先萍副教授，吉林化工学院过程装备与控制工程专业王海波教授的诸多指导。同时，系里朱振华老师和孟宪宇老师给予很多有价值的建议，博士生付强和周璎珞以及许多本科生参与初稿绘图、文档整理等工作，在此一并表示由衷的感谢！本书参考了多本相关材料，在此向同仁们表示衷心感谢！
由于笔者团队的水平有限，加之时间仓促，书中难免出现不妥之处，敬请读者批评指正！
编 者
2019年7月
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