過(guò)程控制系統(tǒng)

前言

隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程，我國(guó)已成為世界最大的加工基地和制造基地，尤其是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)更為突出，已有近百家名列世界五百?gòu)?qiáng)的企業(yè)落戶該地區(qū)，帶動(dòng)了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時(shí)也為就業(yè)創(chuàng)造了廣闊的前景。企事業(yè)單位對(duì)應(yīng)用型本科人才的需求多了，但要求也提高了。這就對(duì)工程教育的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也提供了新的發(fā)展機(jī)遇。在此形勢(shì)下，國(guó)家教育部近年來(lái)批準(zhǔn)組建了一批以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為宗旨的高等院校，同時(shí)舉辦了多次“應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研討會(huì)”，對(duì)應(yīng)用型本科教育的辦學(xué)思想和發(fā)展定位進(jìn)行初步探討。并于2002年在全國(guó)高等院校教學(xué)研究中心立項(xiàng)，成立了21世紀(jì)中國(guó)高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐課題組，有十幾所應(yīng)用型本科院校參加了課題組的研究，取得了多項(xiàng)研究成果，并于2004年結(jié)題驗(yàn)收。我們就是在這種形勢(shì)下，組織了多所應(yīng)用型本科院校編寫(xiě)本系列教材，以適應(yīng)國(guó)家對(duì)工程教育的新要求，滿足培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)的應(yīng)用型本科人才的需要。工程強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用和綜合，強(qiáng)調(diào)方案優(yōu)缺點(diǎn)的比較并做出論證和合理應(yīng)用。這就要求我們對(duì)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)需實(shí)施與之相配套的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式，采用具有自身特點(diǎn)的教材。同時(shí)，避免重理論、輕實(shí)踐、工程教育“學(xué)術(shù)化”的傾向；避免在工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)中，輕視學(xué)生個(gè)性及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)；避免工程教育在實(shí)踐中與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展脫節(jié)。為使我國(guó)應(yīng)用型人才培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)，我們必須開(kāi)拓進(jìn)取、努力改革。組織編寫(xiě)本系列教材，有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)所需要的、富有特色的本科教材的建設(shè)。本系列教材的編寫(xiě)原則如下。1．確?；A(chǔ)在內(nèi)容安排上，本系列教材確保學(xué)生掌握基本的理論基礎(chǔ)，滿足本科教學(xué)的基本要求。2．富有特色圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，以工程應(yīng)用為背景，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合，構(gòu)建應(yīng)用型本科教育系列教材特色。在融會(huì)貫通本科教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，挑選最基本的內(nèi)容、方法和典型應(yīng)用，將有關(guān)技術(shù)進(jìn)步的新成果、新應(yīng)用納入教學(xué)內(nèi)容，妥善處理傳統(tǒng)內(nèi)容的繼承與現(xiàn)代內(nèi)容的引進(jìn)；在保持本科教學(xué)基本體系的前提下，處理好與交叉學(xué)科的關(guān)系，并按新的教學(xué)系統(tǒng)重新組織；在注重理論與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，注入工程概念，包括質(zhì)量、環(huán)境等諸多因素對(duì)工程的影響，突出特色、強(qiáng)化應(yīng)用。3．精選編者，保證質(zhì)量參編院校根據(jù)編委會(huì)要求推薦了一批具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師參加編寫(xiě)工作。本系列教材的許多內(nèi)容都是在優(yōu)秀教案、講義的基礎(chǔ)上編寫(xiě)的，并由主編全文統(tǒng)稿， 以確保教材質(zhì)量。本系列教材的編寫(xiě)得到了電子工業(yè)出版社的大力支持。他們?yōu)榫幒眠@套教材做了大量認(rèn)真細(xì)致的工作，為教材的出版提供了許多有利條件，在此深表感謝！

內(nèi)容概要

本書(shū)全面地論述了過(guò)程控制系統(tǒng)的要求、組成、性能指標(biāo)和發(fā)展；工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)學(xué)模型的一般表示形式和建模方法；控制器的特性、選型與參數(shù)整定；調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)、選型和計(jì)算；簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)及分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試等；常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)，如串級(jí)控制、補(bǔ)償控制、比值控制、均勻控制、分程控制和選擇性控制等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、分析、設(shè)計(jì)和實(shí)施等；多變量解耦控制系統(tǒng)的分析和解耦設(shè)計(jì)方法；計(jì)算機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)的組成與類型和先進(jìn)控制策略的簡(jiǎn)單介紹。    本書(shū)可作為高等院校自動(dòng)化和信息類其他專業(yè)研究生和高年級(jí)本科生的教材，也可作為從事自動(dòng)控制研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)人員的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章　概述  1.1　過(guò)程控制的要求與任務(wù)  1.2　過(guò)程控制系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)    1.2.1　過(guò)程控制系統(tǒng)的組成    1.2.2　過(guò)程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)  1.3　過(guò)程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)    1.3.1　單項(xiàng)性能指標(biāo)    1.3.2　綜合性能指標(biāo)  1.4　過(guò)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    1.4.1　過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟    1.4.2　確定控制變量與控制方案    1.4.3　過(guò)程控制系統(tǒng)硬件選擇  1.5　過(guò)程控制的發(fā)展與趨勢(shì)    1.5.1　過(guò)程控制裝置的進(jìn)展    1.5.2　過(guò)程控制策略的進(jìn)展  本章小結(jié)  習(xí)題第2章　被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型  2.1　過(guò)程模型概述    2.1.1　被控過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性    2.1.2　數(shù)學(xué)模型的表達(dá)形式與要求    2.1.3　建立過(guò)程數(shù)學(xué)模型的基本方法  2.2　機(jī)理法建模。    2.2.1　單容對(duì)象的傳遞函數(shù)    2.2.2　多容對(duì)象的傳遞函數(shù)  2.3　測(cè)試法建模    2.3.1　對(duì)象特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法    2.3.2　測(cè)定動(dòng)態(tài)特性的時(shí)域法    2.3.3　測(cè)定動(dòng)態(tài)特性的頻域法  2.4　利用MATLAB建立過(guò)程模型  本章小結(jié)  習(xí)題第3章　執(zhí)行器  3.1　氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)    3.1.1　氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)    3.1.2　閥      3.1.3　閥門定位器  3.2　調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)    3.2.1　調(diào)節(jié)閥的流量方程    3.2.2　流量系數(shù)的定義    3.2.3　流量系數(shù)計(jì)算  3.3　調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性和流量特性    3.3.1　調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性    3.3.2　調(diào)節(jié)閥的流量特性    3.3.3　調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比  3.4　氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型    3.4.1　調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇    3.4.2　調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)與氣關(guān)形式的選擇    3.4.3　調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇    3.4.4　調(diào)節(jié)閥口徑的確定  3.5　利用MATLAB確定調(diào)節(jié)閥的口徑  本章小結(jié)  習(xí)題第4章　PID控制原理  4.1　PID控制的特點(diǎn)  4.2　比例控制（P控制）    4.2.1  比例控制的調(diào)節(jié)規(guī)律和比例帶    4.2.2　比例控制的特點(diǎn)    4.2.3　比例帶對(duì)控制過(guò)程的影響  4.3  比例積分控制（PI控制）    4.3.1　積分控制的調(diào)節(jié)規(guī)律    4.3.2　比例積分控制的調(diào)節(jié)規(guī)律    4.3.3　積分飽和現(xiàn)象與抗積分飽和的措施  4.4　比例積分微分控制（PID控制）    4.4.1　微分控制的調(diào)節(jié)規(guī)律    4.4.2　比例微分控制的調(diào)節(jié)規(guī)律    4.4.3　比例微分控制的特點(diǎn)    4.4.4　比例積分微分控制的調(diào)節(jié)規(guī)律  4.5　數(shù)字PID控制    4.5.1　基本的數(shù)字PID控制算法    4.5.2　改進(jìn)的數(shù)字PID控制算法  4.6　利用MATLAB實(shí)現(xiàn)PID控制規(guī)律　　……第5章　簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)第6章　串級(jí)控制系統(tǒng)第7章　補(bǔ)償控制系統(tǒng)第8章　特殊控制系統(tǒng)第9章　解耦控制系統(tǒng)第10章　計(jì)算機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)附錄A　儀表位號(hào)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第2章 被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模犁在對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)之前，必須首先掌握構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的特性，特別是被控過(guò)程的特性，即建立系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）的數(shù)學(xué)模型。建立被控過(guò)程數(shù)學(xué)模型的目的是用于過(guò)程控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，以及用于新型控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究。建立控制系統(tǒng)中各組成環(huán)節(jié)和整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，不僅是分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)方案的需要，也是過(guò)程控制系統(tǒng)投入運(yùn)行、控制器參數(shù)整定的需要，它在操作優(yōu)化、故障檢測(cè)和診斷、操作方案的制訂等方面也是非常重要的。2.1 過(guò)程模型概述2.1.1 被控過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性在過(guò)程控制中，被控過(guò)程（簡(jiǎn)稱過(guò)程）乃是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種裝置和設(shè)備，如換熱器、工業(yè)窯爐、蒸汽鍋爐、精餾塔、反應(yīng)器等。被控變量通常是溫度、壓力、液位、成分、轉(zhuǎn)速等。被控對(duì)象內(nèi)部所進(jìn)行的物理、化學(xué)過(guò)程可以是各式各樣的，但是從控制的觀點(diǎn)看，它們?cè)诒举|(zhì)上有許多相似之處。在生產(chǎn)過(guò)程中，控制作用能否有效地克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，關(guān)鍵在于選擇一個(gè)可控性良好的操作變量，這就要對(duì)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。因此，研究被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的目的是據(jù)以配置合適的控制系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)過(guò)程的要求。

編輯推薦

《過(guò)程控制系統(tǒng)》可作為高等院校自動(dòng)化和信息類其他專業(yè)研究生和高年級(jí)本科生的教材，也可作為從事自動(dòng)控制研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)人員的參考用書(shū)。

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    過(guò)程控制系統(tǒng) PDF格式下載

---