出版信息
過程控制工程(第二版)
作者:王樹青、戴連奎、於玲 編著
叢書名:
出版日期:2008年3月 書號:978-7-122-01873-1
開本:16 裝幀:平 版次:2版1次 頁數:288頁
內容簡介
過程控制工程是控制科學與控制工程學科中的重要知識領域,是自動化專業學生必修課程之一。本書是在原《化工過程控制工程》和《工業過程控制工程》教材基礎上進行重新編寫的。
全書共分14章,每章末都附有練習題。本書從內容上全書可分成三大部分:第一部分是過程控制工程的基礎知識,包括第1~8章,內容有過程控制概論,過程機理和經驗建模,反饋控制,前饋控制和比值控制,串級、均勻、非線性增益補償、選擇性和分程控制,多迴路控制系統分析與設計和計算機控制系統;第二部分是先進控制技術,包括第9、10、14章,內容有基於模型的控制方法,過程監督控制和計算機綜合集成控制;第三部分是過程控制工程套用示例,包括第11、12、13章,內容有間歇過程控制、傳熱設備的控制以及精餾塔的控制。
目錄
1過程控制概論1
11控制系統的組成與目標1
111控制系統的由來1
112控制系統的組成3
113過程控制的術語與目標3
12控制儀表與控制裝置4
121單元組合控制儀表4
122計算機控制裝置6
13過程控制策略9
131反饋控制9
132前饋控制10
14反饋控制系統的分類11
思考題與習題113
2基於過程動力學的機理建模14
21過程建模的目的和方法14
22機理建模15
221機理法建模的步驟15
222常用的方程15
23典型過程的動態建模20
231液體儲罐的動態模型21
232串聯液體儲罐的動態模型22
233氣體壓力儲罐的動態模型23
234夾套式換熱器的動態模型24
235管式換熱器的動態模型25
236化學反應器的動態模型26
思考題與習題228
3基於實驗數據的經驗建模30
31階躍回響建模30
311階躍回響的獲取30
312由階躍回響確定近似傳遞函式31
313脈衝回響方法34
32回歸建模方法35
321線性回歸建模35
322離散時間模型及其辨識37
323神經網路建模39
思考題與習題342
4反饋控制44
41控制系統的性能指標44
411以階躍回響曲線的特徵參數作為
性能指標44
412偏差積分性能指標45
42三種常規的反饋控制模式46
421比例控制作用47
422比例積分控制作用48
423比例積分微分控制作用50
43PID控制器的選取與整定51
431控制器的選型51
432控制器參數整定52
433PID參數自整定55
44反饋控制系統的投運58
思考題與習題459
5前饋控制和比值控制60
51前饋控制系統60
511前饋控制的基本原理60
512前饋控制系統的特點62
52前饋控制系統的幾種結構形式62
521靜態前饋62
522動態前饋63
523前饋反饋控制系統64
524多變數前饋控制65
525用計算機實施前饋控制67
53比值控制系統68
531定比值控制系統69
532變比值控制系統71
533比值控制系統的實施72
534比值控制系統的設計、投運及
整定74
535比值控制系統中的若干問題75
思考題與習題576
6其他典型控制系統78
61串級控制系統78
611串級控制的概念及方框圖描述78
612串級控制系統分析79
613串級控制系統設計80
614串級控制系統舉例83
62非線性增益補償控制88
621非線性過程的特點88
622非線性補償方法90
623pH中和過程控制94
63均勻控制100
631均勻控制的由來100
632均勻控制的實現101
633均勻控制參數工程整定102
64選擇性控制系統103
641用於設備軟保護的選擇性控制103
642其他選擇性控制系統105
65分程控制系統和閥位控制系統106
651分程控制系統106
652閥位控制系統110
思考題與習題6111
7多迴路控制系統分析與設計114
71相對增益114
711相對增益的概念114
712相對增益矩陣的計算116
72耦合系統的變數配對與控制參數整定117
721耦合系統的變數配對118
722耦合多迴路系統的控制器參數
整定120
73多迴路系統的解耦設計124
731基於方框圖的線性解耦器124
732基於過程機理的非線性解耦器130
思考題與習題7131
8計算機控制系統133
81計算機控制系統概述133
82信號採集與處理135
821信號採集與變換135
822信號處理與數據濾波137
83數字PID控制算法140
831數字PID控制算式140
832數字PID改進算式141
833數字PID控制的實現143
834數字PID控制器參數整定145
84數字控制系統舉例146
841DCS(Distributed Control System)
概念146
842JX300X系統結構147
843JX300X系統軟體150
思考題與習題8153
9基於模型的控制方法154
91史密斯預估控制154
911史密斯補償原理154
912史密斯預估器的幾種改進方案157
92內模控制157
921基本內模控制系統的結構與性質158
922改進型內模控制系統159
93模型預測控制161
931模型預測控制的主要特徵162
932SISO無約束動態矩陣控制163
933MIMO受約束動態矩陣控制166
94先進控制套用示例:原油蒸餾塔的
多變數預測控制167
941工藝概況167
942常壓塔的多變數約束控制問題169
943常壓塔先進控制系統的運行結果170
思考題與習題9171
10過程監督控制172
101監督控制概述172
102過程監視與控制172
1021過程變數限值檢查法173
1022過程監控一般方法173
1023質量控制圖法175
103統計過程控制技術179
1031過程能力指數179
10326Sigma方法180
1033多元統計控制技術181
1034過程控制和統計過程控制的
關係182
思考題與習題10183
11間歇過程控制184
111間歇生產過程及控制184
1111間歇生產過程特點184
1112間歇生產過程控制系統185
112順序邏輯控制186
113間歇生產過程中的控制188
1131間歇生產過程的特殊控制方法189
1132間歇反應器的控制191
114批次對批次(RuntoRun)控制193
1141概述193
1142指數加權移動平均控制算法194
1143套用示例196
115間歇生產過程管理197
1151處方(Recipe)和配方的管理197
1152間歇生產過程計畫與調度198
思考題與習題11199
12傳熱設備的控制201
121概述201
1211熱量傳遞的三種方式201
1212換熱設備的結構類型203
1213換熱設備的靜態特性203
1214換熱設備的動態特性205
122換熱設備的控制207
1221換熱器的控制207
1222蒸汽加熱器的控制208
1223冷凝冷卻器的控制209
123加熱爐的控制210
1231加熱爐的單迴路控制方案210
1232加熱爐的串級控制方案211
124鍋爐設備的控制214
1241汽包水位的控制216
1242燃燒系統的控制219
1243蒸汽過熱系統的控制222
思考題與習題12222
13精餾塔的控制224
131精餾塔的控制目標224
1311質量指標224
1312產品產量和能量消耗225
132精餾塔的靜態特性和動態特性226
1321精餾塔的靜態特性226
1322精餾塔的動態模型228
133精餾塔質量指標的選取233
1331靈敏板的溫度控制233
1332溫差控制233
1333雙溫差控制234
134精餾塔的常用控制方案235
1341物料平衡控制237
1342精餾段質量指標控制241
1343提餾段質量指標控制246
1344兩端質量指標控制249
135精餾塔的先進控制方案253
1351內回流控制253
1352產品質量的軟測量與推斷控制254
1353精餾塔的節能控制255
思考題與習題13257
14計算機綜合集成控制259
141計算機綜合集成控制概述259
1411流程工業生產過程運作特點259
1412計算機綜合集成控制260
142信息源與信息集成系統261
1421企業信息和數據來源261
1422信息分類與編碼261
1423企業信息系統綜合集成技術263
143數據校正技術264
1431概述264
1432數據校正原理264
1433過失誤差檢測原理264
144數據驅動下的企業運行265
1441生產過程的安全、穩定運行265
1442生產過程的最佳化管理及運行266
145最佳化技術及套用267
1451最最佳化概念267
1452實時最佳化經濟模型269
1453實時最佳化控制技術270
1454最最佳化算法及控制273
思考題與習題14276
參考文獻278