《過程控制技術(shù)及其應(yīng)用》是本科專業(yè)課程“過程控制”的教材，包括了過程控制系統(tǒng)的相關(guān)概念、檢測(cè)儀表、基本控制算法與儀表、執(zhí)行器與安全柵、過程建模、不同類型的過程控制系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)過程控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用模式。本書舉例結(jié)合實(shí)際工業(yè)過程，或用MATLAB軟件進(jìn)行仿真，既展示了設(shè)計(jì)理念與技巧，又具有一定的指導(dǎo)和示范作用。
《過程控制技術(shù)及其應(yīng)用》取材典型、內(nèi)容實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)，教學(xué)資源豐富。每章首有內(nèi)容提示，章尾有小結(jié)與習(xí)題，附錄有考試模擬題，并在網(wǎng)上提供了思考題、習(xí)題和試題的參考答案。本書可用作自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、過程裝備與控制工程等專業(yè)的本科教材或教學(xué)參考書，也可作為流程工業(yè)相關(guān)技術(shù)人員維護(hù)、改造和設(shè)計(jì)過程控制系統(tǒng)的自學(xué)讀本。
1.1過程控制發(fā)展簡(jiǎn)介
1.1.1儀表控制階段
1.1.2計(jì)算機(jī)控制階段
1.1.3網(wǎng)絡(luò)過程自動(dòng)化階段
1.2過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與分類
1.2.1過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.2.2過程控制系統(tǒng)的分類
1.3過程控制系統(tǒng)及其基本組成
1.3.1被控過程
1.3.2檢測(cè)器
1.3.3控制器
1.3.4執(zhí)行器
1.4過程控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)與質(zhì)量指標(biāo)
1.4.1階躍響應(yīng)型單項(xiàng)性能指標(biāo)
1.4.2偏差積分型綜合性能指標(biāo)
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第2章檢測(cè)儀表
2.1檢測(cè)儀表與測(cè)量誤差
2.1.1檢測(cè)儀表
2.1.2測(cè)量誤差與分類
2.2溫度檢測(cè)與變送
2.2.1溫度檢測(cè)
2.2.2熱電偶
2.2.3熱電阻
2.2.4溫度變送器
2.2.5溫度檢測(cè)儀表的選擇
2.3壓力檢測(cè)與變送
2.3.1壓力的定義、單位和儀表類型
2.3.2彈性式壓力檢測(cè)儀表
2.3.3電氣式壓力檢測(cè)儀表
2.3.4壓力檢測(cè)儀表的選用
2.4流量檢測(cè)與變送
2.4.1流量的概念與流量計(jì)的分類
2.4.2幾種常用的流量計(jì)
2.5物位檢測(cè)與變送
2.5.1差壓式液位計(jì)
2.5.2電容式物位計(jì)
2.5.3雷達(dá)式物位計(jì)
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第3章基本控制算法與儀表
3.1基本控制算法及其特點(diǎn)
3.1.1比例控制
3.1.2比例積分控制
3.1.3比例微分控制
3.1.4比例積分微分控制
3.1.5基本控制算法的選擇要點(diǎn)
3.1.6PID控制器的工程應(yīng)用
3.2模擬控制儀表
3.2.1概況
3.2.2輸入電路
3.2.3PID電路
3.2.4輸出電路
3.2.5手動(dòng)操作電路及無(wú)擾切換
3.2.6指示電路
3.3數(shù)字控制儀表
3.3.1數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成
3.3.2數(shù)字式控制器實(shí)例
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第4章執(zhí)行器與安全柵
4.1概述
4.2氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥
4.2.1氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu)
4.2.2調(diào)節(jié)閥的類型
4.2.3調(diào)節(jié)閥的流量特性
4.2.4調(diào)節(jié)閥的輔助機(jī)構(gòu)
4.2.5調(diào)節(jié)閥的選擇
4.3電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
4.3.1伺服放大器與伺服電動(dòng)機(jī)
4.3.2減速器的作用
4.3.3位置發(fā)送器
4.4變頻器
4.4.1變頻器的結(jié)構(gòu)與原理
4.4.2變頻器在過程控制中的應(yīng)用
4.5安全柵
4.5.1安全火花防爆概念
4.5.2安全柵的基本類型與原理
4.5.3輸入式∕輸出式安全柵
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第5章過程建模
5.1被控過程的數(shù)學(xué)模型與建立
5.1.1過程的數(shù)學(xué)模型
5.1.2過程建模的目的與要求
5.1.3過程建模的方法
5.2機(jī)理法建模
5.2.1機(jī)理法建模的基本思路
5.2.2有自平衡能力過程建模
5.2.3無(wú)自平衡能力過程建模
5.3測(cè)試法建模
5.3.1測(cè)試法建模的方法
5.3.2時(shí)域響應(yīng)曲線法
5.4基于最小二乘法的過程辨識(shí)
5.4.1離散時(shí)間系統(tǒng)模型
5.4.2批處理最小二乘法
5.4.3遞推最小二乘法
5.4.4具有遺忘因子的遞推最小二乘法
5.4.5遞推增廣最小二乘法
5.4.6模型階次的確定
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第6章常用過程控制系統(tǒng)
6.1單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.1.1單回路控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與原理
6.1.2被控量的選擇
6.1.3操縱量及控制通道的選擇
6.1.4執(zhí)行器的選擇
6.1.5控制規(guī)律與作用方式的選擇
6.1.6檢測(cè)器的選擇與布置
6.2系統(tǒng)投運(yùn)與參數(shù)整定
6.2.1系統(tǒng)投運(yùn)
6.2.2控制器參數(shù)整定及其方法
6.2.3工程整定法
6.3單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例
6.3.1生產(chǎn)過程與任務(wù)要求
6.3.2控制方案的選擇
6.4串級(jí)控制系統(tǒng)
6.4.1問題的出現(xiàn)
6.4.2串級(jí)控制系統(tǒng)的提出
6.4.3基本結(jié)構(gòu)、工作特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合
6.5串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、整定與舉例
6.5.1串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.5.2控制器參數(shù)整定
6.5.3設(shè)計(jì)舉例
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第7章滿足特定要求的過程控制系統(tǒng)
7.1比值控制系統(tǒng)
7.1.1基本概念
7.1.2比值控制系統(tǒng)的類型
7.1.3比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
7.1.4比值控制系統(tǒng)的實(shí)施與參數(shù)整定
7.1.5比值控制的應(yīng)用舉例
7.2均勻控制系統(tǒng)
7.2.1均勻控制的提出及其概念
7.2.2均勻控制系統(tǒng)的常見類型
7.2.3均勻控制器參數(shù)整定
7.3分程控制系統(tǒng)
7.3.1分程控制
7.3.2值得關(guān)注的問題及其解決方法
7.3.3應(yīng)用舉例
7.4選擇性控制系統(tǒng)
7.4.1選擇性控制的產(chǎn)生與概念
7.4.2選擇控制系統(tǒng)的類型、結(jié)構(gòu)與原理
7.4.3選擇性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
7.4.4選擇性控制系統(tǒng)的應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第8章復(fù)雜過程控制系統(tǒng)
8.1前饋控制系統(tǒng)
8.1.1前饋控制的概念與特點(diǎn)
8.1.2前饋控制的幾種形式
8.1.3前饋控制的選用與前饋控制器
8.1.4前饋控制系統(tǒng)的應(yīng)用
8.2時(shí)延控制系統(tǒng)
8.2.1時(shí)延問題
8.2.2預(yù)估補(bǔ)償控制
8.2.3預(yù)估補(bǔ)償控制的改進(jìn)
8.3解耦控制系統(tǒng)
8.3.1解耦控制系統(tǒng)
8.3.2耦合程度與性質(zhì)
8.3.3變量配對(duì)與控制器參數(shù)整定
8.3.4解耦控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
8.3.5兩個(gè)相關(guān)的問題
8.4模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)
8.4.1概述
8.4.2模型算法控制
8.4.3多步動(dòng)態(tài)矩陣控制
8.4.4幾個(gè)參數(shù)的討論
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第9章過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
9.1概述
9.1.1計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)
9.1.2集散控制系統(tǒng)
9.1.3現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
9.1.4工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)
9.2直接數(shù)字控制系統(tǒng)
9.2.1數(shù)字控制系統(tǒng)的組成與工作原理
9.2.2信號(hào)采集、數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)處理
9.2.3數(shù)字控制算法
9.2.4數(shù)據(jù)輸出
9.3ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
9.3.1ControlNet概況與體系結(jié)構(gòu)
9.3.2ControlNet通信模式與信息交換
9.3.3ControlNet傳輸技術(shù)
9.3.4ControlNet總線產(chǎn)品
9.3.5ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用舉例
9.4工業(yè)以太網(wǎng)控制技術(shù)
9.4.1工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
9.4.2工業(yè)以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
9.4.3幾種典型的工業(yè)以太網(wǎng)
9.4.4工業(yè)以太網(wǎng)存在的問題
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第10章過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及舉例
10.1過程控制設(shè)計(jì)概要
10.1.1過程控制的設(shè)計(jì)要求
10.1.2設(shè)計(jì)過程控制前要做的工作
10.1.3過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
10.2鍋爐設(shè)備的控制
10.2.1鍋爐設(shè)備
10.2.2汽包水位控制系統(tǒng)
10.2.3鍋爐燃燒控制系統(tǒng)
10.2.4蒸汽過熱過程的控制
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
附錄A過程控制試題
過程控制試題一
過程控制試題二
附錄B鎳鉻鎳硅(鎳鋁)熱電偶分度表(分度號(hào)K)
參考文獻(xiàn)
新書資訊