過程控制系統(tǒng)習(xí)題解答及課程設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

為適應(yīng)廣大讀者尤其是自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)師生教與學(xué)的需求，特編寫本書?！哆^程控制系統(tǒng)--習(xí)題解答及課程設(shè)計(jì)(普通高等學(xué)校自動(dòng)化類專業(yè)新編系列教材)》(作者劉曉玉)涵盞過程控制概述、過程控制系統(tǒng)建模方法、過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、PID調(diào)節(jié)原理、串級(jí)控制、特殊控制方法、補(bǔ)償控制、關(guān)聯(lián)分析與解耦控制、模糊控制、集散控制系統(tǒng)等章節(jié)的例題和練習(xí)題。作為《過程控制系統(tǒng)》(武漢理工大學(xué)出版社)的配套教材，《過程控制系統(tǒng)--習(xí)題解答及課程設(shè)計(jì)(普通高等學(xué)校自動(dòng)化類專業(yè)新編系列教材)》附錄中給出了《過程控制系統(tǒng)》第2版各章習(xí)題的答案。另外，為配合過程控制課程的教學(xué)，本書附錄中還選編了3個(gè)過程控制課程設(shè)計(jì)實(shí)例。
本書可作為普通高等學(xué)校自動(dòng)化類專業(yè)本科生及研究生“過程控制系統(tǒng)”課程的輔助教材，也可作為有關(guān)工程技術(shù)人員的參考資料。

書籍目錄

1 概述
 1．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 1．2 內(nèi)容提要
 1．2．1 過程控制的概念
 1．2．2 過程控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)
 1．2．3 過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
 1．3 例題
 1．4 練習(xí)題
 1．5 練習(xí)題解答
2 過程控制系統(tǒng)建模方法
 2．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 2．2 內(nèi)容提要
 2．2．1 系統(tǒng)建模方法概述及其類型結(jié)構(gòu)
 2．2．2 機(jī)理建模方法
 2．2．3 實(shí)驗(yàn)測試法的建模方法
 2．2．4 測試實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)和階躍響應(yīng)的獲取
 2．2．5 由階躍響應(yīng)確定近似傳遞函數(shù)的方法
 2．2．6測定動(dòng)態(tài)特性的其他方法
 2．3 例題
 2．4 練習(xí)題
 2．5 練習(xí)題解答
3 過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
 3．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 3．2 內(nèi)容提要
 3．2．1 過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
 3．2．2 確定控制變量與控制方案
 3．2．3 過程控制系統(tǒng)硬件選擇
 3．2．4 節(jié)流元件計(jì)算
 3．2．5 調(diào)節(jié)閥選擇
 3．3 例題
 3．4 練習(xí)題
 3．5 練習(xí)題解答
4 PID調(diào)節(jié)原理
 4．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 4．2 內(nèi)容提要
 4．2．1 閉環(huán)控制
 4．2．2 PID控制規(guī)律及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
 4．2．3 數(shù)字PID控制
 4．2．4 PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定
 4．2．5 智能PID控制
 4．3 例題
 4．4 練習(xí)題
 4．5 練習(xí)題解答
5 串級(jí)控制
 5．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 5．2 內(nèi)容提要
 5．2．1 串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
 5．2．2 串級(jí)控制系統(tǒng)的工作進(jìn)程
 5．2．3 串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
 5．2．4 串級(jí)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
 5．2．5 串級(jí)控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法
 5．2．6串級(jí)控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用
 5．3 例題
 5．4 練習(xí)題
 5．5 練習(xí)題解答
6 特殊控制方法
 6．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 6．2 內(nèi)容提要
 6．2．1 比值控制
 6．2．2 均勻控制
 6．2．3 分程控制
 6．2．4 選擇性控制
 6．3 例題
 6．4 練習(xí)題
 6．5 練習(xí)題解答
7 補(bǔ)償控制
 7．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 7．2 內(nèi)容提要
 7．2．1 補(bǔ)償控制
 7．2．2 前饋補(bǔ)償控制原理
 7．2．3 前饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
 7．2．4 大延遲系統(tǒng)的補(bǔ)償控制方法
 7．3 例題
 7．4 練習(xí)題
 7．5 練習(xí)題解答
8 關(guān)聯(lián)分析與解耦控制
 8．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 8．2 內(nèi)容提要
 8．2．1 控制回路間的關(guān)聯(lián)
 8．2．2 相對增益矩陣
 8．2．3 減少及解耦合的方法
 8．2．4 解耦控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
 8．3 例題
 8．4 練習(xí)題
 8．5 練習(xí)題解答
9 模糊控制
 9．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 9．2 內(nèi)容提要
 9．2．1 模糊控制的基本概念
 9．2．2 模糊關(guān)系的定義及運(yùn)算方法
 9．2．3 模糊邏輯與模糊推理的定義及運(yùn)算方法
 9．2．4 模糊控制原理及模糊控制器的組成
 9．2．5 模糊控制器的設(shè)計(jì)
 9．3 例題
 9．4 練習(xí)題
 9．5 練習(xí)題答案
10 集散控制系統(tǒng)
 10．1 重點(diǎn)和難點(diǎn)
 10．2 內(nèi)容提要
 10．2．1 集散控制系統(tǒng)(DCS)
 10．2．2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
 10．3 DCS設(shè)計(jì)實(shí)例
 10．3．1 DCS的應(yīng)用工程設(shè)計(jì)
 10．3．2 DCS的應(yīng)用工程實(shí)施
 10．4 FCS設(shè)計(jì)實(shí)例
 10．4．1 FCS的應(yīng)用實(shí)例之一
 10．4．2 FCS的應(yīng)用實(shí)例之二
附錄
 附錄1 《過程控制系統(tǒng)》(第2版)教材習(xí)題解答
 附錄2 過程控制與集散系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
 課程設(shè)計(jì)一 精餾控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
 課程設(shè)計(jì)二 燃燒過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
 課程設(shè)計(jì)三 PH控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   2.2.3實(shí)驗(yàn)測試法的建模方法 測試法建模又可分為經(jīng)典辨識(shí)法和現(xiàn)代辨識(shí)法兩大類。 1.經(jīng)典辨識(shí)法 包括時(shí)域法、頻域法和相關(guān)分析法。采用經(jīng)典辨識(shí)法，直接獲得的是非參數(shù)模型，一般是時(shí)間或頻率為自變量的實(shí)驗(yàn)曲線或數(shù)據(jù)集。用階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)、正弦波函數(shù)或是隨機(jī)函數(shù)作用于過程，直接得到的是階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)、頻率特性、相關(guān)函數(shù)或譜密度，它們都是圖形或數(shù)據(jù)集，可以直接作為辨識(shí)結(jié)果并可以轉(zhuǎn)化為傳遞函數(shù)或別樣形式的參數(shù)模型。該類方法適用范圍廣，工程上獲得了廣泛應(yīng)用。工業(yè)生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的階躍響應(yīng)法，就是一種時(shí)域法。經(jīng)典辨識(shí)法又稱為非參數(shù)模型辨識(shí)方法。 2.現(xiàn)代辨識(shí)法 必須假定一種模型結(jié)構(gòu)，通過極小化模型與過程之間的誤差準(zhǔn)則函數(shù)來確定模型的參數(shù)。這類辨識(shí)方法根據(jù)不同的基本原理又可分為最小二乘法、梯度校正法和極大似然法三種類型?，F(xiàn)代辨識(shí)法又稱為參數(shù)模型辨識(shí)方法。 2.2.4 測試實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)和階躍響應(yīng)的獲取 1.測試實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng) 為了得到可靠的測試結(jié)果，進(jìn)行階躍響應(yīng)的獲取時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （1）合理選擇階躍擾動(dòng)信號(hào)的幅度。過小的階躍擾動(dòng)幅度不能保證測試結(jié)果的可靠性，而過大的擾動(dòng)幅度則會(huì)使正常生產(chǎn)受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)甚至危及生產(chǎn)安全，一般取正常輸入值的5％～15％。 （2）試驗(yàn)開始前確保被控對象處于某一選定的穩(wěn)定工況。試驗(yàn)期間應(yīng)設(shè)法避免發(fā)生偶然性的其他擾動(dòng)。 （3）考慮到實(shí)際被控對象的非線性，應(yīng)選取不同負(fù)荷，在被控制變量的不同設(shè)定值下進(jìn)行多次測試。即使在同一負(fù)荷和被控制變量的同一設(shè)定值下，也要在正向和反向擾動(dòng)下重復(fù)測試，以求全面掌握對象的動(dòng)態(tài)特性。 （4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，獲得測試數(shù)據(jù)后，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，剔除明顯不合理部分。 2.階躍響應(yīng)的獲取 通過手動(dòng)操作使過程工作在所需測試的穩(wěn)態(tài)條件下，穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，快速改變過程的輸入量，并用記錄儀或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同時(shí)記錄過程輸入和輸出的變化曲線。經(jīng)過一段時(shí)間后，過程進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，得到的記錄曲線就是過程的階躍響應(yīng)：為了能夠施加比較大的擾動(dòng)幅度而又不至于嚴(yán)重?cái)_動(dòng)正常生產(chǎn)，常常用矩形脈沖輸入代替通常的階躍輸入，即大幅度的階躍擾動(dòng)施加一小段時(shí)間后立即將它切除。這樣得到的矩形脈沖響應(yīng)可以轉(zhuǎn)換而求出所需的階躍響應(yīng)。

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《過程控制系統(tǒng):習(xí)題解答及課程設(shè)計(jì)》是為了適應(yīng)廣大讀者尤其是自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)師生教與學(xué)的需求特意編寫的?！哆^程控制系統(tǒng):習(xí)題解答及課程設(shè)計(jì)》可作為普通高等學(xué)校自動(dòng)化類專業(yè)本科生及研究生“過程控制系統(tǒng)”課程的輔助教材，也可作為有關(guān)工程技術(shù)人員的參考資料。

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