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第一篇 简单PID调节系统1

第一章 调节系统的方案选择1

一、简单PID调节的几个实例1

目录1

二、一个实验的结论5

三、反馈调节系统的基本关系11

（一）静态关系11

（二）动态关系16

（三）典型对象与典型调节器结合的动态关系18

一、对象模型的一般形式34

第二章 对象模型的识别34

二、最常见的一类对象特性42

三、求对象模型的闭环试验方法45

四、阶跃响应曲线法49

五、频率特性试验法64

第三章 工业调节器71

一、调节器的作用71

二、放大器74

三、调节动作的实现84

四、比例积分调节器的无定位特性95

五、调节器的基本运算公式98

六、PID调节器是一种理想的工业调节器102

七、调节系统的无扰动切换105

八、调节器参数的校验110

第四章 可观测性分析与测量仪表的选择115

一、可观测性分析的工程方法115

（一）可观测性分析的意义115

（二）基本定理115

（三）最简可测环节118

（四）若干可观测性判断准则120

（五）应用举例129

（一）变送器的静态增益134

二、测量元件及变送器的选择134

（二）测量元件的正确选择135

（三）变送器量程及零点的选择138

（四）减少测量误差，提高控制精度140

（五）减少测量迟后的方法148

（六）非标准变送单元的应用153

第五章 可控性分析与调节阀门的选择159

一、可控性分析159

（一）可控性分析在工程中的意义159

（二）基本定理160

（三）可控性准则163

（四）可控性准则的应用170

二、调节阀门的选择175

（一）调节阀门的作用176

（二）调节阀的计算178

（三）调节阀特性的选择185

（四）静态增益与补偿器的设计189

（五）实验测定阀门的流通能力195

第六章 简单直接数字调节系统197

一、信号、采样及采样定理199

二、保持器213

三、工业控制机221

四、PID的基本算式及调节模型226

五、计算机调节与模拟仪表调节品质的比较240

六、系统的构成及调节模型的实现249

七、数字滤波260

第七章 调节系统的品质指标与参数整定264

一、品质指标264

（一）误差积分面积264

（二）稳定性指标266

（三）误差平方积分面积270

（一）对象模型已知的场合276

二、模拟调节器的参数整定276

（三）对象特性未知的场合279

（二）阶跃响应曲线已知的场合279

（四）完全微分型PID调节器的整定281

（五）理论计算282

三、数字调节模型的参数整定290

（一）调节面积比方法290

（二）选择控制度方法291

（三）误差绝对值积分面积方法292

（四）稳定边界分析法293

第八章 配比调节297

第二篇 典型调节系统297

一、正确选择流量计与变送器298

二、流量调节的特点303

三、流量的调节方式310

四、配比系统仪表系数的设定314

（一）定值配比调节系统314

（二）随动配比调节系统316

（三）直接数字配比调节系统321

（四）自整配比调节系统324

五、提高配比调节系统品质的措施330

六、质量、热值与成份配比调节系统344

一、串级调节系统的组成351

（一）模拟串级调节系统351

（二）直接数字串级调节系统351

第九章 串级调节系统351

二、串级调节系统的设计原则354

三、串级调节的作用359

四、副调节器的选择362

（一）模拟系统362

（二）数字系统364

五、改变串级系统结构的方法370

（一）串级调节与中间微分调节的一致性375

六、串级调节系统与中间微分、自整配比系统的关系375

（二）串级调节是自整配比调节系统的进一步完善378

七、串级调节系统的参数整定和系统的投运380

八、串级调节系统的应用382

第十章 均匀调节系统384

一、均匀调节系统的响应曲线384

二、简单均匀调节系统的设计计算392

三、一个共同的现象394

四、按照状态方程进行设计396

五、串级均匀调节系统401

六、利用非线性调节器实现均匀调节404

七、具有输出滤波的简单均匀调节407

八、具有不灵敏区的比例调节效果分析408

第十一章 前馈补偿调节系统414

一、前馈调节的几个实例414

二、前馈调节器420

三、前馈补偿的精度分析422

四、前馈补偿函数的改进424

五、直接数字前馈调节系统428

六、网络综合方法433

七、前馈调节系统的应用444

一、纯滞后补偿的例子452

第十二章 纯滞后补偿调节系统452

二、纯滞后补偿原理454

三、干扰位置对纯滞后补偿调节的影响457

四、直接数字纯滞后补偿调节系统460

五、纯滞后补偿调节系统与中间微分调节系统的比较463

六、纯滞后补偿的调节误差与稳定性分析464

七、纯滞后单元的数学近似原理468

八、纯滞后仪表475

九、综合函数器480

（一）离散系统的状态方程481

十、纯滞后预测调节481

（三）卡尔曼滤波器在预测控制中的应用482

（二）卡尔曼滤波483

（四）对象纯滞后的预测调节490

第十三章 自治解耦系统494

一、基本解耦关系494

二、多变量自治解耦系统497

三、相对放大系数的定义及求法502

四、相对放大系数定理508

五、目的矩阵的确定517

六、直接数字自治解耦系统518

七、解耦与前馈混合系统应用例子525

第三篇 特殊调节系统527

第十四章 安全保护系统527

一、越限报警及位式控制系统530

二、超驰调节系统539

三、选择性调节系统546

四、抗积分饱和调节系统557

五、提高工业调节系统运行可靠性的措施574

第十五章 非线性与自适应PID调节系统579

一、非线性PID调节579

（一）第一类对象580

（二）第二类对象584

二、开关及PID双模调节系统588

三、PID调节的自适应系统597

（一）参考模型方法597

（二）按照负荷预先设置整定参数方法605

（三）被动型的PID自适应调节系统606

（四）外加试验信号的自适应系统608

（五）调节偏差高低频部分校正的自适应系统611

一、程序给定调节系统614

（一）时间程序给定器614

第十六章 SPC调节系统614

（二）直接数字时间程序调节系统616

二、SPC调节器619

三、周期性变化的给定值预估623

四、用回归分析方法确定给定值模型627

（一）回归分析627

（二）高斯消去法631

（三）非线性模型的线性化方法633

五、经验模型及模型修改方法636

附录642

参考资料645