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绪论1

第一章被控对象的特性及其实验方法3

第一节 概述3

一、分析法3

二、实验测定法3

第二节 单容对象的动态特性及其数学描述4

一、水槽水位的动态特性5

二、加热对象的动态特性7

三、气罐的动态特性8

四、对象动态特性9

五、对象的自衡特性10

第三节 多容对象的特性、容量滞后、纯滞后12

一、双容对象的特性和容量滞后12

二、纯滞后13

一、概述15

二、时域法15

第四节 动态特性的测量和识别15

三、频率特性法20

四、用伪随机信号相关仪对系统在线识别25

第五节 电子模拟计算机及其在分析自动控制系统中的应用39

一、概述39

二、电子模拟计算机中的运算部件39

三、系统的仿真研究法44

一、过程控制系统的组成53

第一节 过程控制系统的组成及术语53

第二章简单控制系统的设计与分析53

二、过程控制的术语54

第二节 过程控制系统的分类及闭环系统的组成55

一、分类55

二、闭环控制系统的组成56

第三节 过程控制系统的过渡过程和品质指标56

第四节 简单控制系统与全过程控制间的关系61

二、被控变量的选择64

一、概述64

第五节 被控变量与操纵变量64

三、操纵变量的选择66

四、确定控制方案的实例73

第六节 参数测量和信号变送在系统分析设计中的考虑75

一、关于纯滞后75

二、关于测量滞后76

三、信号传递滞后78

第七节 执行装置在系统分析设计中的考虑79

一、概述79

二、什么是调节阀的流量特性79

三、阀流量特性的选择80

四、S值的选取83

五、阀门定位器的应用85

第八节 工业用调节规律的选取86

一、概述86

三、调节性能分析87

二、调节器选型87

四、积分饱和及其防止91

第九节 控制系统的工程整定及投运93

一、工程整定93

二、简单控制系统的投运及故障分析103

第三章复杂控制系统109

第一节 串级控制系统109

一、基本思想和系统构成109

二、串级控制系统的特点112

三、串级控制系统的设计116

四、工程实施中的一些问题120

五、串级控制系统的变形123

第二节 均匀控制系统125

一、均匀控制的目的和要求125

二、均匀控制系统的结构126

第三节 比值控制系统128

一、概述128

二、常见比值控制系统的结构和类型129

三、比值系数K的设置132

四、设计和实施中的若干问题135

五、其他类型的比值控制方案138

第四节 前馈控制系统141

一、基本原理141

二、前馈控制的几种形式142

三、前馈控制规律的实施147

第五节 分程控制系统149

一、基本概念149

二、分程控制方案的应用150

第六节 选择性控制系统152

一、基本概念152

二、选择性控制系统的类型153

三、关于防积分饱和156

第七节 按对象传递函数设计控制算法的控制系统157

一、大纯滞后补偿控制系统157

二、差拍控制系统162

一、按计算指标控制的系统167

第八节 其他复杂控制系统167

二、非线性系统174

三、采用阀位控制器(VPC)的控制系统175

第四章直接数字控制系统179

第一节 计算机控制系统的组成和过程通道179

一、硬件组成179

二、软件组成180

三、过程通道的组成和功能181

四、模拟量输入通道181

五、模拟量输出通道186

六、过程通道的抗干扰措施188

第二节 DDC系统控制规律的连续设计方法192

一、引言192

二、数字PID调节器的连续设计195

三、PID控制算式的改进198

四、PID调节器参数的整定200

一、引言205

第三节 DDC系统控制规律的离散设计方法205

二、最小均方误差设计法209

三、DDC系统的其他控制算式214

第五章集散型计算机控制系统(DCS)223

第一节 可编程调节器控制系统223

一、KMM可编程调节器简介224

二、怎样发挥可编程调节器的作用228

三、KMM调节器的应用231

一、集散型控制系统的产生242

第二节 集散型控制系统242

二、集散型控制系统的特点243

三、TDC 3000系统的基本组成及功能简介244

四、应用实例247

五、选用DCS应注意的几个问题256

第三节 低成本自动化(LCA)简介258

一、问题提出258

二、低成本自动化(LCA)的概念及其内容和特点259

三、LCA的系统结构260

第六章数学模型及最优控制263

第一节 数学模型与建模的一般知识263

第二节 一般线性静态数学模型264

第三节 动态数学模型265

一、非参数模型266

二、输入输出模型266

三、状态空间模型267

第四节 状态的估计与参数的辨识269

一、卡尔曼滤波270

二、最小二乘参数估计273

三、模型参数的递推估算法275

四、渐消记忆的参数递推估计277

五、模型噪声干扰时的递推估计277

六、系统的非参数辨识法279

七、反馈控制系统的辨识条件281

第五节 最优控制系统282

一、概述282

二、静态最优控制系统283

三、动态最优控制系统285

第六节 适应控制系统概念287

一、适应控制系统的作用和类型287

二、简单适应控制系统288

第七章发酵过程控制289

第一节 数学模型291

一、概述291

二、μm和K？的估算294

三、Y′/x/?，M?，Yx/?的估算295

四、酵母发酵过程的经验模型296

五、结构模型297

六、生化反应器(或称发酵罐)的数学模型297

第二节 电子计算机在发酵过程中的应用299

一、概述299

二、用于模型建立和过程分析简介300

三、用于发酵过程301

二、溶氧(又称DO)浓度控制304

第三节 发酵过程控制实例304

一、概述304

三、酵母发酵过程控制308

四、柠檬酸发酵过程控制312

五、啤酒发酵过程控制系统314

六、青霉素发酵过程控制324

第八章制糖过程传热设备的控制327

第一节 基本原理327

一、概述327

二、传热过程的静态特性327

三、传热设备的动态特性330

四、传热设备的自动控制方案333

第二节 蒸发器的控制334

一、概述334

二、糖厂蒸发站的控制335

第三节 间歇式煮糖自动化345

一、概述345

二、典型的间歇式结晶过程346

三、典型的常规间歇煮糖自动化系统349

四、间歇煮糖自动化研究和微电脑煮糖自动化系统354

第九章食品生产过程控制359

第一节 数学模型360

一、概述360

二、数学模型360

四、模型／数据拟合361

五、实例361

三、数据采集361

第二节 食品加工和存贮过程中质量损失的预测和仿真366

一、概述366

二、质量损失与环境因素和食品构成的函数关系366

三、食品加工和存贮过程中质量损失的预测和仿真367

第三节 食品罐头杀菌控制370

一、概述370

二、系统的构成370

二、系统组成和控制原理371

一、概述371

第四节 面包、点心隧道式烘烤炉温度控制371

第五节 自动油炸机的温度控制372

一、概述372

二、系统组成和控制原理372

第六节 食品厂输配料计算机控制373

一、系统的主要功能373

二、系统构成373

三、功能的实现374

二、检测、控制变量的技术要求375

第七节 食用酒精蒸馏控制375

一、概述375

三、蒸馏控制系统的组成及工作原理376

四、计算机选型和主要性能376

五、控制系统的接地378

第八节 奶粉生产过程控制378

一、概述378

三、奶粉干燥机的控制379

二、牛奶蒸发器的控制379

第九节 味精(谷氨酸钠)结晶过程控制381

一、概述381

二、控制方案的确定382

三、系统的组成与硬件结构382

四、应用软件设计383

第十节 冷库制冷自动控制383

第十一节 番茄酱的浓度控制385

第十章玻璃、陶瓷生产过程控制系统386

第一节 玻璃进料配比控制系统386

一、配料系统的工艺要求386

二、配料计算机控制的硬件结构388

三、电子秤称量方法与称量精度389

四、配比控制的系统软件390

第二节 玻璃窑炉控制系统391

一、玻璃窑炉的对象特性392

二、玻璃窑炉的燃烧控制394

三、料道温度的自整定控制401

四、玻璃液位的非线性PID控制与自适应控制403

五、玻璃窑炉的集散控制系统407

第三节 陶瓷窑炉控制系统408

一、陶瓷窑炉对温度、压力及气氛的要求408

二、烧煤明焰隧道窑的自动控制409

三、烧油隧道窑温的自动控制411

第一节 间歇蒸煮器蒸煮过程的微机控制412

一、概述412

第十一章制浆造纸生产过程控制412

二、间歇蒸煮微机控制系统的构成413

三、间歇蒸煮的终点控制415

第二节 造纸机生产过程的微机控制418

一、概述418

二、造纸机的生产流程及原理简介418

三、成纸的定量水分微机控制系统419

四、造纸机的其他控制系统428

一、工艺过程简介432

第十二章精馏过程的控制432

第一节 精馏塔的静态特性432

二、物料平衡433

三、能量输入与分离度433

四、变量关系图434

第二节 精馏塔被控变量的选择435

一、塔顶(或塔底)的温度控制435

二、灵敏板的温度控制436

三、温差控制436

一、按精馏段指标的控制方案437

第三节 精馏塔的基本控制方案437

二、按提馏段指标的控制方案439

三、精馏塔的压力控制441

第四节 精馏塔的新型控制方案443

一、以平稳操作为目标的新型方案443

二、节能的新型控制方案447

三、安全保护控制方案449

二、锅炉设备的控制任务450

一、锅炉设备工艺流程简述450

第十三章锅炉控制系统450

第一节 概述450

第二节 锅炉汽包水位的自动控制451

一、汽包水位控制的意义451

二、汽包水位的动特性452

三、汽包水位控制系统的设计456

第三节 过热蒸汽温度控制系统464

一、控制系统的组成464

二、过热蒸汽温度的控制系统465

第四节 燃烧过程的控制系统469

一、基本任务469

二、主要控制系统及有关问题470

三、燃油锅炉的燃烧控制系统设计471

四、燃煤锅炉的燃烧控制系统设计479

参考文献481