本書采用時域分析方法,從系統分析、控制方案組成、調節器選擇、非線性補償、PID參數整定和調節閥選型乃至工藝過程的改進,完整地論述了過程控制系統的設計和應用問題。重點分析了常見的控制回路,對一些高級的控制系統,如解耦系統、適應性控制和基于模型的控制也有深入的討論等。
F.G.欣斯基1993年從Foxboro公司退休,他在Foxboro公司服務了33年。退休后他繼續在世界各地舉辦過程控制研討班,并作為一名獨立顧問,為客戶提供系統應用咨詢。他在前饋控制和相關增益分析用于許多工業過程的應用中做了大量的研發工作。他的創新包括非線性調節器和具有遲延補償的自整定調節器。F.G.欣斯基先生曾在39個不同國家以及美國和加拿大各地許多大學、工業現場和專業學術會議講授過課程或作過演講。
第1篇 理解反饋控制
第1章 控制回路中的動態環節
負反饋回路
穩態增益與動態增益
穩定性極限
回路增益與衰減
過程遲延
固定式混合器
遲延的增益和相位
比例偏差
積分控制模式
積分的增益和相位
遲延的積分控制
誤差積分準則
可能的最佳負荷響應
遲延的PI控制
過程容積
非自平衡過程
儲量控制
自平衡
一階時滯的增益和相位
遲延加一階時滯模型
實際的最佳負荷響應
自然周期和動態增益
PI調節器的性能和整定
符號說明
參考文獻
習題
第2章 實際過程分析
二階時滯過程
副時滯
比例控制
比例加微分控制
帶遲延的二階時滯過程
多容過程
無相互作用的時滯
有相互作用的時滯和分布式時滯
直通式過程
分布式過程的PI控制
穩態增益
變送器增益
過程量綱增益
閥門增益
閥門特性
固有特性
可調范圍的擴展
安裝特性
閥門特性化器
符號說明
參考文獻
習題
第3章 五類常見的控制回路
流量控制
動態特性
流量計的特性
系統精度的估計
壓力控制
液體壓力
氣體壓力
蒸汽壓力
液位控制
水力共振
比例時滯控制
逆響應
質量控制
混合過程的動態特性
過程增益
質量檢測
溫度控制
多個有相互作用的時滯
熱流量相對于流體流量的關系
小結
符號說明
參考文獻
習題
第2篇 反饋調節器的選擇
第4章 線性調節器
性能準則
誤差幅度
誤差積分函數
統計誤差函數
魯棒性
PID調節器
模式關聯
對負荷變化的整定
對振蕩負荷的響應
對設定值變化的整定
積分飽和保護
基于模型的調節器
內模控制
模型預測控制
PIτd調節器
PIDτd調節器
斷續控制回路
采樣分析儀
數字調節器
符號說明
參考文獻
習題
第5章 非線性控制環節
與振幅相關的增益
再生振蕩
極限環
非線性濾波器
非線性pH控制
動態非線性函數
滯環
速率限制
負阻
多狀態(位)調節器
開關控制
三狀態(位)控制
最佳切換
模糊邏輯
符號說明
參考文獻
習題
第3篇 多回路系統
第6章 利用多回路改善控制
串級控制
控制閉環回路
副被調量作為主回路的反饋
串級調節器的整定
閥門定位器
流量串級控制
多輸出控制系統
總流量控制
變負荷設備與開關設備的組合
閥門位置控制
并行通道的均衡
選擇性控制回路
多輸入
多約束
可變結構
自適應控制系統
程序適應性
自整定調節器
爬山法調節器
符號說明
參考文獻
習題
第7章 前饋控制
穩態模型
線性過程
雙線性過程
比值控制系統
流量比值控制
數字式混合系統
動態補償
未經補償的響應
延遲與導前滯后補償器
動態補償器的整定
前饋和反饋的結合
對積分誤差的影響
未知和不可測量的負荷
替代反向計算
單站調節器
自適應
符號說明
參考文獻
習題
第8章 關聯與解耦
相對增益分析
不同的開環增益
相對增益矩陣(RGA)的性質
變量的選擇
相對增益的計算
比值方法
所有回路都處于開環狀態
所有回路都處于閉環狀態
斜率方法
矩陣方法
大系統的分解
回路關聯的影響
調節器的失諧整定
相對增益0到1
相對增益大于1
負的相對增益
動態耦合
解耦
推理解耦
黑箱解耦器
解耦系統的穩定性
部分解耦
線性多變量系統
符號說明
參考文獻
習題
第4篇 應用
第9章 能量的傳遞與轉換
傳熱
直接接觸傳熱
顯熱交換
沸騰與冷凝
鍋爐控制
燃燒控制
汽包水位控制
汽包壓力控制
蒸汽溫度控制
泵與壓縮機
正排量泵
離心泵
正排量壓縮機
壓縮機防喘振控制
符號說明
參考文獻
習題
第10章 化學反應控制
化學動力學
化學平衡
反應速度
放熱式反應器的穩定性
調節器性能與魯棒性
連續反應器
化學計量
溫度控制
使產量最大化
pH控制
滴定曲線
設計建議
符號說明
參考文獻
習題
第11章 傳質操作
精餾
過程建模
相對增益分析
抗干擾性
最大產品回收率
最小能量消耗
組分反饋
浮壓控制
側線塔
蒸發
多效蒸發
物料平衡控制
蒸汽壓縮蒸發
干燥
干燥速度
推理控制
限制與擴展
含水量反饋
符號說明
參考文獻
習題
第12章 間歇過程控制
間歇過程的特殊性
零負荷過程
間歇過程的終點控制
半間歇過程
成批物料的加熱
調節器的選擇
間歇過程的PID控制
有相互干擾的PID和PIDτd調節器
斜坡變化的設定值
間歇反應器
溫度控制
輔助冷卻
優化產量
間歇干燥
&nb