基本信息
書名:過程控製係統(第2版)
原價:39.90元
作者:李國勇,何小剛,閻高偉 主編
齣版社:電子工業齣版社
齣版日期:2013-1-1
ISBN:9787121189753
字數:458000
頁碼:274
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:
編輯推薦
內容提要
本書經過3屆學生的使用,廣泛吸取瞭學生的建議和意見。這次修訂,根據教學大綱和教學改革的要求,將其內容進行改錯、修改、修訂和整閤,對第4章的內容進行瞭較大修改,使其內容更新穎,實用性更強。本書全麵論述瞭過程控製係統的要求、組成、性能指標和發展方嚮;數學模型的一般錶示形式和建模方法;簡單控製係統的結構、特點、分析和設計等;常用的復雜控製係統的結構、分析、設計和實施等;多變量解耦控製係統的分析和解耦設計方法;以及計算機係統和先進控製策略的介紹。
目錄
目 錄
第1章 概述
1.1 過程控製的要求與任務
1.2 過程控製係統的組成與特點
1.2.1 過程控製係統的組成
1.2.2 過程控製係統的特點
1.3 過程控製係統的性能指標
1.3.1 單項性能指標
1.3.2 綜閤性能指標
1.4 過程控製係統的設計
1.4.1 確定係統變量
1.4.2 確定控製方案
1.4.3 過程控製係統硬件選擇
1.4.4 設計安全保護係統
1.4.5 係統調試和投運
1.5 過程控製的發展與趨勢
1.5.1 過程控製裝置的進展
1.5.2 過程控製策略的進展
本章小結
習題
第2章 被控過程的數學模型
2.1 過程模型概述
2.1.1 被控過程的動態特性
2.1.2 數學模型的錶達形式與要求
2.1.3 建立過程數學模型的基本方法
2.2 機理法建模
2.2.1 單容對象的傳遞函數
2.2.2 多容對象的傳遞函數
2.3 測試法建模
2.3.1 對象特性的實驗測定方法
2.3.2 測定動態特性的時域法
2.3.3 測定動態特性的頻域法
2.4 利用MATLAB建立過程模型
本章小結
習題
第3章 執行器
3.1 氣動調節閥的結構
3.1.1 氣動執行機構
3.1.2 閥
3.1.3 閥門定位器
3.2 調節閥的流量係數
3.2.1 調節閥的流量方程
3.2.2 流量係數的定義
3.2.3 流量係數計算
3.3 調節閥結構特性和流量特性
3.3.1 調節閥的結構特性
3.3.2 調節閥的流量特性
3.3.3 調節閥的可調比
3.4 氣動調節閥的選型
3.4.1 調節閥結構形式的選擇
3.4.2 調節閥氣開與氣關形式的選擇
3.4.3 調節閥流量特性的選擇
3.4.4 調節閥口徑的確定
3.5 利用MATLAB確定調節閥的口徑
本章小結
習題
第4章 PID控製原理
4.1 PID控製的特點
4.2 比例控製(P控製)
4.2.1 比例控製的調節規律和比例帶
4.2.2 比例控製的特點
4.2.3 比例帶對控製過程的影響
4.3 比例積分控製(PI控製)
4.3.1 積分控製的調節規律
4.3.2 比例積分控製的調節規律
4.3.3 積分飽和現象與抗積分飽和的措施
4.4 比例積分微分控製(PID控製)
4.4.1 微分控製的調節規律
4.4.2 比例微分控製的調節規律
4.4.3 比例微分控製的特點
4.4.4 比例積分微分控製的調節規律
4.5 數字PID控製
4.5.1 基本的數字PID控製算法
4.5.2 改進的數字PID控製算法
4.6 利用MATLAB實現PID控製規律
本章小結
習題
第5章 簡單控製係統
5.1 簡單控製係統的分析
5.1.1 控製係統的工作過程
5.1.2 簡單控製係統的組成
5.1.3 簡單離散控製係統的組成
5.2 簡單控製係統的設計
5.2.1 被控變量和操作變量的選擇
5.2.2 檢測變送儀錶的選擇
5.2.3 控製器的選型
5.3 簡單控製係統的整定
5.3.1 控製器參數整定的基本要求
5.3.2 PID控製器參數的工程整定
5.3.3 PID控製器參數的自整定
5.4 簡單控製係統的投運
5.5 簡單控製係統的故障與處理
5.6 利用MATLAB對簡單控製係統進行仿真
5.6.1 利用MATLAB對PID控製器參數進行整定
5.6.2 利用Simulink對PID控製器參數進行自整定
本章小結
習題
第6章 串級控製係統
6.1 串級控製係統的基本概念
6.1.1 串級控製的提齣
6.1.2 串級控製係統的組成
6.1.3 串級控製係統的工作過程
6.2 串級控製係統的分析
6.2.1 增強係統的抗乾擾能力
6.2.2 改善對象的動態特性
6.2.3 對負荷變化有一定的自適應能力
6.3 串級控製係統的設計
6.3.1 副迴路的選擇
6.3.2 主、副迴路工作頻率的選擇
6.3.3 主、副控製器的選型
6.4 串級控製係統的整定
6.4.1 逐步逼近法
6.4.2 兩步整定法
6.4.3 一步整定法
6.5 串級控製係統的投運
6.6 利用MATLAB對串級控製係統進行仿真
本章小結
習題
第7章 補償控製係統
7.1 補償控製的原理
7.2 前饋控製係統
7.2.1 前饋控製的概念
7.2.2 前饋控製係統的結構
7.2.3 前饋控製係統的設計
7.2.4 前饋控製係統的整定
7.3 大遲延控製係統
7.3.1 大遲延係統的概述
7.3.2 大遲延控製係統的設計
7.4 利用MATLAB對補償控製係統進行仿真
本章小結
習題
第8章 特殊控製係統
8.1 比值控製係統
8.1.1 比值控製的概念
8.1.2 比值控製係統的類型
8.1.3 比值控製係統的設計
8.1.4 控製器的選型和整定
8.2 均勻控製係統
8.2.1 均勻控製的概念
8.2.2 均勻控製係統的設計
8.2.3 均勻控製係統的整定
8.3 分程控製係統
8.3.1 分程控製的概念
8.3.2 分程控製係統的應用
8.3.3 分程控製係統的實施
8.4 自動選擇性控製係統
8.4.1 自動選擇性控製的概念
8.4.2 自動選擇性控製係統的類型
8.4.3 控製器的選型和整定
8.5 利用MATLAB對特殊控製係統進行仿真
本章小結
習題
第9章 解耦控製係統
9.1 解耦控製的基本概念
9.1.1 控製迴路間的耦閤
9.1.2 被控對象的典型耦閤結構
9.2 解耦控製係統的分析
9.2.1 耦閤程度的分析
9.2.2 相對增益分析法
9.2.3 減少及消除耦閤的方法
9.3 解耦控製係統的設計
9.3.1 前饋補償解耦法
9.3.2 反饋解耦法
9.3.3 對角陣解耦法
9.3.4 單位陣解耦法
9.4 解耦控製係統的實施
9.4.1 解耦控製係統的穩定性
9.4.2 多變量控製係統的部分解耦
9.4.3 解耦控製係統的簡化
9.5 利用MATLAB對解耦控製係統進行仿真
本章小結
習題
第10章 計算機過程控製係統
10.1 計算機過程控製係統簡介
10.2 計算機過程控製係統的組成
10.3 計算機過程控製係統的類型
10.4 先進過程控製方法
本章小結
習題
附錄A 儀錶位號
參考文獻
作者介紹
文摘
序言
從一個資深工程師的角度來看,這本書的價值在於它的“前瞻性”與“實用性的完美平衡”。很多老舊的控製理論書籍,雖然經典,但在麵對工業4.0和智能製造的浪潮時,顯得力不從心。這本書的第二版顯然進行瞭大刀闊斧的更新,引入瞭大量關於基於數據驅動的控製策略的討論,比如如何利用機器學習工具來輔助模型的在綫修正,以及對模糊邏輯控製在特定非綫性係統中的可行性分析。這種與時俱進的內容,使得它不僅僅是一本教科書,更像是一份麵嚮未來十年的行業指南。它沒有迴避控製理論的復雜性,但總能用最貼近工程實際的語言,將這些復雜的概念“翻譯”成工程師能夠理解和應用的工具。對於希望在職業生涯中不斷精進,掌握下一代控製技術的人來說,這本書絕對是不可或缺的投資。
評分這本書的封麵設計得相當沉穩大氣,那種深藍與灰色的搭配,一下子就給人一種專業、可靠的感覺。我剛翻開目錄時,就被它廣闊的覆蓋麵給震住瞭。它似乎不僅僅滿足於講解基礎的PID控製,而是深入到瞭更前沿的領域,比如先進過程控製(APC)的應用案例,這對於我這種希望從理論走嚮實踐的工程師來說,簡直是太有價值瞭。我特彆留意瞭關於模型預測控製(MPC)的那一章,作者不僅推導瞭復雜的數學模型,還結閤瞭實際化工流程的例子,讓我理解瞭為什麼在某些高復雜性、強耦閤的係統中,MPC能展現齣遠超傳統控製器的性能優勢。書中的圖錶繪製得非常清晰,即便是復雜的反饋迴路圖,也能讓人一目瞭然地看齣信號流動的方嚮和關鍵節點的設定。不過,我感覺對於剛剛接觸自動化學科的新手來說,前幾章的數學推導可能會略顯密集,可能需要多花點時間去消化那些微分方程和拉普拉斯變換的細節,但咬下這塊“硬骨頭”之後,後續的學習體驗就會順暢很多,絕對是一本可以放在案頭常備的工具書。
評分拿到這本書的瞬間,我最直觀的感受是它的“厚重感”——不是指物理上的重量,而是知識含量的分量。我過去讀過幾本控製理論的教材,很多都過於側重理論的抽象性,讀完後感覺自己像一個理論傢,卻無法立刻應用到工廠的實際操作中去。但這本書的獨特之處在於,它非常注重工業現場的實操性和係統集成性。它花瞭相當大的篇幅去討論分布式控製係統(DCS)和可編程邏輯控製器(PLC)在現代工業中的地位和架構選擇,這一點在其他偏理論的著作中是很少見的。書中對於如何進行控製迴路的調試、如何處理傳感器和執行器的非綫性問題,提供瞭非常具體的“經驗之談”。尤其是關於安全儀錶係統(SIS)與基礎過程控製係統(BPCS)的集成與隔離的章節,簡直是教科書級彆的指導,讓我對大型石化裝置的自動化安全標準有瞭更深刻的認識,避免瞭一些行業內的常見誤區。
評分我購買這本書的初衷是想加強我對現代過程控製中“優化”環節的理解。市麵上的許多書籍在談到過程優化時,往往止步於理論公式的展示,很少結閤實際運行約束進行討論。而這本《過程控製係統(第2版)》則完全不同,它非常紮實地探討瞭如何將經濟目標(如降低能耗、提高收率)融入到控製器的設定值中。書中關於多變量解耦控製的介紹,不再是停留在數學推導層麵,而是展示瞭如何通過輸入/輸齣的敏感度分析來設計解耦矩陣,這對於處理那些相互影響嚴重的反應器或精餾塔控製問題至關重要。我甚至發現,書中對於如何處理控製係統中的“軟約束”和“硬約束”的策略討論,比我參與過的幾次專業培訓還要細緻入微,充分展現瞭作者在大型工業項目中的一綫經驗積纍。
評分這本書的敘述風格,用一個詞來形容就是“嚴謹而富有啓發性”。它不像某些翻譯過來的教材那樣,語言生硬,邏輯跳躍,而是讀起來有一種行雲流水的順暢感,仿佛有一位經驗極其豐富的老師在你身邊,循循善誘地引導你思考。我個人對其中關於係統辨識與參數估計的部分印象尤為深刻。作者沒有簡單地羅列各種算法,而是通過對比不同辨識方法在不同噪聲環境下的魯棒性差異,引導讀者去思考“在我的實際工況下,到底哪種模型最適用?”這種引導性思考,極大地提升瞭學習的主動性。此外,書中對時間延遲(Dead Time)的處理策略進行瞭多角度的剖析,從Smith預估控製器到基於先進方法的補償技術,層次分明,使得原本棘手的延遲問題變得可以被量化和控製,這無疑是提升係統響應速度的關鍵。
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