宣傳語
Simulink與過程控制完美結合
經典實例，分步驟手把手教會
仿真程式、電子教案一應俱全
編輯推薦
《過程控制工程及仿真:基於MATLAB/Simulink》特點：
基礎、實戰、綜合，三層結構，循序漸進，適合不同層次的讀者
100多個過程控制的Simulink仿真實例，輕鬆理解複雜的理論
豐富實用的仿真程式、電子教案和課後習題，非常適宜作教材
Simulink與過程控制完美結合
經典實例，分步驟手把手教會
仿真程式，電子教案一應俱全。
前 言
過程控制是控制理論、生產工藝、計算機技術和儀器儀表等知識相結合的一門綜合性套用學科，理論性、綜合性和實踐性都很強。過程控制系統仿真是架起理論與實踐之間的重要橋樑，是掌握過程系統分析與設計精髓的重要手段。
Simulink是著名的、套用普遍的動態系統仿真工具，Simulink能夠直觀、快捷地構建過程控制系統的方塊圖模型，並在此基礎上進行仿真結果的可視化分析，是進行過程控制系統設計和參數整定的首選仿真工具。
本書精講了大量的仿真實例，仿真步驟清晰，讀者能快速上手，紮實掌握。
已故恩師汪仁先教授對本書曾給出了許多寶貴的修改意見，在此表示衷心感謝。
對孫一康、李慶祥教授等給予的指導與幫助表示深深的感謝。
目 錄
基礎篇
第1章 過程控制及仿真概述 2
1.1 過程控制系統概述 2
1.1.1 系統結構 2
1.1.2 系統特點 5
1.1.3 系統分類 5
1.2 過程控制系統的性能指標 6
1.2.1 過渡過程性能指標 7
1.2.2 誤差性能指標 8
1.3 過程控制理論的發展現狀 9
1.4 過程控制系統仿真基礎 10
1.4.1 計算機仿真基本概念 11
1.4.2 仿真在過程控制中的套用 12
1.5 Simulink在過程仿真中的優勢 15
1.6 本章小結 16
第2章 Simulink仿真基礎 17
2.1 Simulink仿真概述 17
2.1.1 Simulink的啟動與退出 17
2.1.2 Simulink模組庫 18
2.2 Simulink仿真模型及仿真過程 23
2.2.1 Simulink仿真模型組成 23
2.2.2 Simulink仿真的基本過程 24
2.3 Simulink模組的處理 25
2.3.1 Simulink模組參數設定 25
2.3.2 Simulink模組基本操作 27
2.3.3 Simulink模組連線 29
2.4 Simulink仿真設定 30
2.4.1 仿真器參數設定 31
2.4.2 工作空間數據導入/
2.4.2 導出設定 33
2.5 Simulink仿真舉例 34
2.6 本章小結 37
習題與思考 38
第3章 Simulink高級仿真技術 39
3.1 Simulink子系統及其封裝 39
3.1.1 創建子系統 39
3.1.2 封裝子系統 40
3.1.3 封裝的查看和解封裝 42
3.1.4 子系統實例 42
3.2 S函式設計與套用 45
3.2.1 S函式設計模板 45
3.2.2 S函式設計舉例 47
3.3 使用Simulink仿真命令 51
3.4 Simulink仿真建模的要求 52
3.5 Simulink控制系統仿真實例 53
3.6 本章小結 61
習題與思考 61
第4章 過程控制系統建模 62
4.1 過程模型概述 62
4.1.1 過程建模的目的和要求 62
4.1.2 過程模型類型 63
4.1.3 自衡過程與非自衡過程 64
4.2 常見的過程模型類型 64
4.2.1 自衡非振盪過程 64
4.2.2 無自衡非振盪過程 65
4.2.3 自衡振盪過程 66
4.2.4 具有反向特性的過程 66
4.3 過程建模基礎 67
4.3.1 過程建模法分類 67
4.3.2 階躍回響法建模 68
4.3.3 過程模型的特點 72
4.4 單容過程模型 73
4.4.1 無自衡單容過程 73
4.4.2 自衡單容過程 75
4.5 多容過程模型 77
4.5.1 有相互影響的雙容過程 77
4.5.2 無相互影響的雙容過程 79
4.6 模型參數對控制性能的影響 81
4.6.1 靜態增益的影響 82
4.6.2 時間常數的影響 82
4.6.3 時滯的影響 83
4.7 本章小結 83
習題與思考 84
實戰篇
第5章 PID控制 86
5.1 PID控制概述 86
5.2 PID控制算法 87
5.2.1 比例（P）控制 87
5.2.2 比例積分（PI）控制 89
5.2.3 比例微分（PD）控制 91
5.2.4 比例積分微分（PID）控制 93
5.3 PID控制器參數整定 94
5.3.1 Ziegler-Nichols整定法 94
5.3.2 臨界比例度法 100
5.3.3 衰減曲線法 104
5.4 本章小結 108
習題與思考 108
第6章 串級控制系統 110
6.1 串級控制系統概述 110
6.1.1 基本概念 110
6.1.2 基本組成 112
6.1.3 串級控制的特點 113
6.2 串級控制系統性能分析 114
6.2.1 抗擾性能 114
6.2.2 動態性能 116
6.2.3 工作頻率 117
6.2.4 自適應能力 120
6.3 串級控制系統設計 121
6.3.1 副迴路選擇 121
6.3.2 主、副控制器的設計 123
6.4 串級控制參數整定 125
6.4.1 逐次逼近法 125
6.4.2 兩步法 126
6.4.3 一步法 126
6.5 綜合仿真實例 127
6.5.1 串級與單迴路控制對比仿真 127
6.5.2 串級控制的參數整定仿真 131
6.5.3 串級控制系統設計仿真 133
6.6 本章小結 136
習題與思考 136
第7章 比值控制系統 137
7.1 比值控制系統基礎知識 137
7.1.1 比值控制系統特點 138
7.1.2 比值控制系統的類型 138
7.1.3 比值係數計算 145
7.2 比值控制系統設計 146
7.2.1 比值控制方式的選擇 146
7.2.2 主從物料的選擇 147
7.2.3 比值控制系統工程整定 148
7.3 綜合仿真實例 149
7.3.1 單閉環比值控制系統仿真 149
7.3.2 雙閉環比值控制系統仿真 154
7.3.3 變比值控制系統仿真 158
7.3.4 參數攝動對系統影響仿真 162
7.4 本章小結 165
習題與思考 166
第8章 前饋控制系統 167
8.1 前饋控制系統基礎知識 167
8.1.1 系統結構 167
8.1.2 系統特點 170
8.1.3 系統分類 170
8.2 前饋控制系統設計 178
8.2.1 前饋控制系統選擇原則 178
8.2.2 工程整定 179
8.3 綜合仿真實例 184
8.3.1 靜態前饋系統仿真 185
8.3.2 動態前饋系統仿真 189
8.3.3 前饋-反饋複合系統仿真 194
8.3.4 前饋-串級複合系統仿真 199
8.3.5 參數攝動對系統影響仿真 202
8.4 本章小結 207
習題與思考 207
第9章 純滯後系統 209
9.1 純滯後系統基礎知識 209
9.2 純滯後系統的設計 211
9.2.1 改進的常規控制方案 211
9.2.2 補償控制方案 213
9.3 綜合仿真實例 221
9.3.1 微分先行控制仿真 221
9.3.2 中間微分控制仿真 227
9.3.3 史密斯補償控制仿真 229
9.3.4 增益自適應補償控制仿真 232
9.3.5 改進型史密斯補償
9.3.5 控制仿真 238
9.3.6 參數攝動對系統影響仿真 240
9.4 本章小結 245
習題與思考 245
第10章 解耦控制系統 247
10.1 解耦控制系統基礎知識 247
10.1.1 系統特點 248
10.1.2 相對增益 248
10.2 解耦控制系統設計 253
10.2.1 系統分類及解耦方法 253
10.2.2 解耦控制方案 254
10.2.3 解耦控制中的問題 257
10.3 綜合仿真實例 258
10.3.1 前饋補償解耦控制 259
10.3.2 反饋補償解耦控制 264
10.3.3 對角陣解耦控制 268
10.3.4 參數攝動對系統
10.3.4 影響仿真 276
10.4 本章小結 280
習題與思考 281
綜合篇
第11章 典型過程控制系統及仿真 283
11.1 燃燒過程控制系統 283
11.1.1 基本理論 283
11.1.2 綜合仿真實例 285
11.2 pH值控制系統 293
11.2.1 基本理論 293
11.2.2 綜合仿真實例 295
11.3 精餾控制系統 303
11.3.1 基本理論 304
11.3.2 基本控制方案 305
11.3.3 綜合仿真實例 308
11.4 本章小結 315
習題與思考 315
參考文獻 317
