過程控制系統(tǒng)

內(nèi)容概要

　　本書以常規(guī)過程控制系統(tǒng)為主體，以目前在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應用或應用較為成熟的控制系統(tǒng)和控制方案作為重點內(nèi)容，予以系統(tǒng)的闡述。本書共分為8章。第1章過程控制基礎知識，第2章簡單控制系統(tǒng)，第3章串級控制系統(tǒng)，第4章前饋控制系統(tǒng)，第5章比值控制系統(tǒng)，第6章其他控制系統(tǒng)，第7章典型化工單元的控制，第8章控制系統(tǒng)工程設計。每章前面均配有內(nèi)容提要，章后附有本章小結、習題和實驗項目等內(nèi)容，以滿足讀者練習和實訓的需要。

書籍目錄

緒論
 0.1 ?程控制的定義和任務
 0.2 過程控制的發(fā)展與趨勢
 0.2.1 自動控制理論的發(fā)展歷程
 0.2.2.過程控制系統(tǒng)的發(fā)展與趨勢
第1章 過程控制基礎知識
 1.1 自動控制系統(tǒng)的組成及分類
 1.1.1 人工控制與自動控制
 1.1.2 自動控制的基本方式
 1.1.3 自動控制系統(tǒng)的組成
 1.1.4 自動控制系統(tǒng)的分類
 1.2 系統(tǒng)運行的基本要求
 1.2.1 系統(tǒng)的動態(tài)與靜態(tài)
 1.2.2 基本要求
 1.3 過程控制系統(tǒng)的過渡過程及控制性能指標
 1.3.1 過程控制系統(tǒng)的過渡過程
 1.3.2 過程控制系統(tǒng)的控制性能指標
 1.4　過程動態(tài)特性與建模
 1.4.1 數(shù)學模型的定義
 1.4.2 被控過程的數(shù)學模型(過程特性)
 1.4.3 傳遞函數(shù)
 1.4.4 過程特性的一般分析
 1.4.5 過程動態(tài)模型的實驗測取
 1.5 過程控制系統(tǒng)的方框圖及傳遞函數(shù)
 1.5.1 系統(tǒng)方框圖
 1.5.2 方框圖的等效變換與化簡
 1.5.3 過程控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
　　1.6 常規(guī)控制規(guī)律及其對系統(tǒng)控制質量的影響
 1.6.1 PID控制的特點
 1.6.2 位式控制
 1.6.3 比例控制(P)
 1.6.4 積分控制(I)
 1.6.5　微分控制(D)
 本章小結
 思考與練習
　實驗一 單回路控制系統(tǒng)控制過程演示
　實驗二 一階(單容)過程特性測試
 二階(雙容)過程特性測試
第2章 簡單控制系統(tǒng)
 2.1 系統(tǒng)組成原理
 2.1.1 簡單控制系統(tǒng)的結構組成
 2.1.2 控制過程分析
 2.1.3 簡單控制系統(tǒng)的設計概述
 2.2 被控變量的選擇
 2.2.1 被控變量的選擇方法
 2.2.2 被控變量的選擇原則
 2.2.3 被控變量的選擇實例
 2.3 過程特性對控制質量的影響及操縱變量的選擇
 2.3.1 擾動通道特性對控制質量的影響
 2.3.2 控制通道特性對控制質量的影響
 2.3.3 操縱變量的選擇
 2.4 執(zhí)行器(氣動薄膜控制閥)的選擇
 2.4.1 控制閥概述
 2.4.2 控制閥的結構形式及選擇
 2.4.3 控制閥氣開、氣關形式的選擇
 2.4.4 控制閥流量特性的選擇
 2.4.5 控制閥口徑的選擇
 2.4.6 閥門定位器的正確使用
 2.5 測量變送環(huán)節(jié)的選取及其對控制質量的影響
 2.5.1 對測量變送環(huán)節(jié)的基本要求
 2.5.2　測量誤差分析
 2.5.3 減小動態(tài)誤差的方法
 2.6　控制器的選擇
 2.6.1 控制器控制規(guī)律的選擇
 2.6.2 控制器正、反作用方式的選擇
 2.7 簡單控制系統(tǒng)的投運和整定
 2.7.1 控制系統(tǒng)的投運
 2.7.2 控制系統(tǒng)的整定
 2.8 簡單控制系統(tǒng)的故障與處理
 2.8.1 故障產(chǎn)生的原因
 2.8.2 故障判斷和處理的一般方法
 2.8.3 故障分析舉例
 本章小結
 思考與練習
 實驗三 簡單控制系統(tǒng)的投運和整定
第3章 串級控制系統(tǒng)
第4章　前饋控制系統(tǒng)
第5章　比值控制系統(tǒng)
第6章　其他控制系統(tǒng)
第7章　典型化式單元的控制
第8章 ?制系統(tǒng)工程設計
附錄A 工藝流程圖上常用設備和機器圖例符號
附錄B 工藝流程圖上常用物料代號
附錄C 工藝流程圖上管道、管件、閥門及附件圖例符號
附錄D 過程控制范例一一識讀工業(yè)鍋爐工藝控制流程圖
附錄E 某自控設計的自控設備表(表一)(部分)
附錄F 某自控設計的自控設備表(表二)(部分)
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：到第二次世界大戰(zhàn)前后，控制理論有了很大發(fā)展。Nyquist（1932）和Bode（1945）頻域法分析技術及穩(wěn)定判據(jù)、Evans根軌跡分析方法的建立，使經(jīng)典控制理論發(fā)展到了成熟的階段，這是第二代控制理論。至此，自動控制技術開始形成一套完整的，以傳遞函數(shù)為基礎，在頻域對單輸入、單輸出（SISO）控制系統(tǒng)進行分析與設計的理論，這就是今天所謂的古典控制理論。古典控制理論最輝煌的成果之一要首推PID控制規(guī)律。PID控制原理簡單，易于實現(xiàn)，對無時間延遲的單回路控制系統(tǒng)極為有效。目前，工業(yè)過程控制中80％～90％的系統(tǒng)還使用：PID控制規(guī)律。經(jīng)典控制理論最主要的特點是：線性定常對象，單輸入、單輸出，完成定值控制任務。即便對這些極簡單對象的描述及控制任務，理論上也尚不完整，從而促使現(xiàn)代控制理論的發(fā)展。從20世紀50年代開始，隨著工業(yè)的發(fā)展、控制需求的提高，除了簡單控制系統(tǒng)以外，各種復雜控制系統(tǒng)也發(fā)展起來了，而且取得了顯著的功效。為適應多種結構系統(tǒng)的需要，在控制器方面，單元組合式儀表應運而生。在20世紀60～70年代的相當長的一段時期內(nèi)，氣動單元組合儀表（QDZ）和電動單元組合儀表（DDZ）是控制儀表的主流。20世紀60年代，現(xiàn)代控制理論迅猛發(fā)展，它是以狀態(tài)空間方法為基礎、以極小值原理和動態(tài)規(guī)劃等最優(yōu)控制理論為特征的，而以在隨機干擾下采用Kalman濾波器的線性二次型系統(tǒng)（LQG）設計方法宣告了時域方法的完成，這是第三代控制理論。第三代控制理論在航天、航空、制導等領域取得了輝煌的成果，在過程控制領域也有所移植。從20世紀70年代開始，為了解決大規(guī)模復雜系統(tǒng)的優(yōu)化與控制問題，現(xiàn)代控制理論和系統(tǒng)理論相結合，逐步發(fā)展形成了大系統(tǒng)理論。其核心思想是系統(tǒng)的分解與協(xié)調(diào)。多級遞階優(yōu)化與控制正是應用大系統(tǒng)理論的典范。實際上，大系統(tǒng)理論仍未突破現(xiàn)代控制理論的思想與框架，除了高維線性系統(tǒng)之外，它對其他復雜控制系統(tǒng)仍然束手無策。對于含有大量不確定性和難于建模的復雜系統(tǒng)，基于知識的專家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制、學習控制和基于信息論的智能控制等應運而生，它們在許多領域都得到了廣泛的應用。

編輯推薦

《過程控制系統(tǒng)(第2版)》：工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)職業(yè)教育教學指導委員會“十二五”規(guī)劃教材,全國高等職業(yè)教育工業(yè)生產(chǎn)自動化技術系列規(guī)劃教材

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