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第一章 绪论1

1．1 动态运行1

1．2 内部变化2

1．3 外部变化2

1．4 信息流图3

1．5 数学模型4

1．6 稳定性分析5

1．7 对扰动的响应7

1．8 自动调节回路8

1．9 调节品质9

1．10 调节方案的选择10

1．11 保护11

第二章 液位过程的动态特性与控制12

2．1 工艺过程描述12

2．2 初始假定与建模方法13

2．3 自衡15

2．4 液位测量的动态特性18

2．5 被调过程的分析18

2．6 稳定的一般条件22

2．7 液位调节的应用24

2．8 例子24

2．8．1 液位调节24

2．8．2 压力与液位的调节28

第三章 阀门特性与校正作用的滞后35

3．1 阀门特性35

3．2 阀门增益38

3．3 实际需要的阀门特性41

3．4 阀门迟滞与阀门定位器43

3．5 校正作用的滞后44

3．6．1 工艺过程50

3．6 例子：流量调节50

3．6．2 调节51

3．6．3 模型推导51

3．6．4 模型的近似56

第四章 长管线动态特性与流量控制58

4．1 管道物流的动态特性58

4．2 线性化60

4．3 特殊情况63

4．4 完整的流路65

4．5 压缩机66

4．6 泵的调节69

4．7 例子：压力调节70

4．7．1 静态分析71

4．7．2 动态分析72

5．1．1 动态特性76

5．1 蒸气加热蒸发器76

第五章 传热过程的动态特性与控制76

5．1．2 供气调节阀79

5．1．3 冷凝液的调节阀84

5．1．4 蒸发器的壳体85

5．2 水冷式冷凝器86

5．3 液-液相换热器90

5．4 燃烧炉的动态特性90

5．5 温度检测的动态特性93

5．6 换热器调节举例96

5．6．1 静态分析97

5．6．2 模型与实际的差异98

5．6．3 动态分析99

10．1 初始假定102

第六章 连续流通型反应器的动态特性与控制108

6．1 混合理想的釜式反应器108

6．1．1 一级反应109

6．1．2 平衡反应111

6．2 混合理想的级联反应器系列112

6．3 容量可变、混合理想的等温釜式反应器的动态特性114

6．4 容量可变、混合理想的等温釜式反应器的调节117

6．5 处于绝热状态下的固定床催化反应器120

6．5．1 模型方程121

6．5．2 静态特性122

6．5．3 动态特性124

6．5．4 信息流图125

6．5．5 稳定条件127

6．6 有冷却的混合理想反应器129

6．7 通过调整冷却水流量控制反应器131

6．8 例子：反应器的温度调节133

6．8．1 工艺过程概述133

6．8．3 静态特性的计算134

6．8．2 调节134

6．8．4 动态分析136

第七章 生物反应器的动态特性与控制141

7．1 工艺过程简介141

7．2 生物氧化净化142

7．3 生物反应动力学143

7．4 数学模型145

7．5 数学模型的线性化148

7．6 活性淤泥过程的控制151

第八章 精馏塔的动态特性154

8．1 模型方程156

8．2 液相流量的响应159

8．3 气相流量的响应161

8．4 浓度的响应164

9．1 几何变量(自变量)的选择167

第九章 分布参数系统的数学模型167

9．3 连续方程168

9．2 分布变量(因变量)的选择168

9．3．1 质量衡算169

9．3．2 部分质量衡算170

9．3．3 能量衡算172

9．3．4 动量衡算173

9．4 附加方程175

9．5 初始条件与边界条件175

9．6 在偏微分方程中代人代数方程176

9．7 静态解177

9．8 线性化177

9．9 算符178

9．10 因变量的求解178

9．11 例子179

第十章 换热器的分布参数模型182

10．2 模型方程183

10．3 静态模型185

10．4 线性化187

10．5 算符190

10．6 静态方程的代换192

10．7 说明193

10．8 管壁热容的影响195

第十一章 河流污染198

11．1 初始假定198

11．2 模型说明199

11．3 通解200

11．4 边界条件201

11．5 最终解204

11．6 以矩确定分散作用205

11．7 应用211

第十二章 管式反应器的动态特性213

12．1 等温管式反应器213

12．2 通解和边界条件的代入215

12．3 静态分析217

12．4 特殊情况218

12．5 分散现象可以忽略的动态特性220

12．6 绝热管式反应器的动态特性221

第十三章 催化剂的失活过程227

13．1 初始假定227

13．2 模型方程227

13．3 准静态分析230

13．4 解法231

13．5 指数型活性函数233

13．6 双曲线型活性函数234

13．7 双曲线型失活过程的实例235

13．8 结论239

第十四章 离散化与连续化240

14．1 例子240

14．2 差分242

14．3 线性差分方程244

14．4 例子245

14．5 离散误差和稳定性247

14．6 差分微分方程252

14．7 河流污染255

14．7．1 离散方程的求解257

14．7．2 通解258

14．7．3 边界条件258

14．7．4 边界条件的代人259

14．8．1 模型260

14．8 连续化260

14．8．2 边界条件261

14．8．3 方程组264

14．8．4 说明265

第十五章 偏微分方程的数值解267

15．1 差分微分方程267

15．2 偏微分方程272

15．3 离散化273

15．4 Crank-Nicholson方法276

第十六章 调节品质279

16．1 简易动态模型279

16．2 减小扰动的影响281

16．3 比例调节作用282

16．4 积分调节作用285

16．5 微分调节作用288

16．6 PID调节289

16．7 调节作用的整定291

16．8 扰动的阶跃响应292

第十七章 调节方案的选择294

17．1 目标的确定295

17．1．1 优先权295

17．1．2 物料的质量296

17．1．3 工艺过程操作的约束条件297

17．1．4 工艺设备的约束条件297

17．1．5 操作费用298

17．2 校正变量的选择299

17．2．1 不可压缩的介质300

17．2．2 可压缩的介质302

17．2．3 自由液位302

17．2．4 两种液相304

17．2．5 气(汽)-液相305

17．2．6 气-固相306

17．2．7 蒸发和冷凝308

17．2．8 显热309

17．3 被调变量的选择310

17．3．1 含料量的凋节310

17．3．2 接近约束条件的被调变量310

17．3．3 流量调节311

17．3．4 环境调节312

17．4 基本调节方案的选择312

17．5 扩充调节方案313

17．5．1 串级调节314

17．5．2 串级调节、比值调节和选择器315

17．5．3 分程调节319

17．6．1 工艺过程简介320

17．6 氨生产的调节方案320

17．6．2 控制与保护设备321

17．6．3 一段裂解装置321

17．6．4 二段裂解装置325

17．6．5 废热锅炉325

17．6．6 吸收、解吸塔和甲烷化装置326

17．6．7 合成反应器和分离器326

17．7 例子326

17．7．1 工艺过程简介326

17．7．2 调节方案328

第十八章 精馏塔的控制331

18．1 过程操作的目标332

18．2 校正作用的选择335

18．3 被调变量的选择336

18．4．1 压力调节337

18．4 控制能力和调节速度337

18．4．2 顶部液位的调节339

18．4．3 底部液位的调节339

18．4．4 质量的调节340

18．5 基本调节方案的选择341

18．5．1 选择用表341

18．5．2 相互作用342

18．5．3 选择基本调节方案的其它论据343

18．6 调节方案的扩展344

18．6．1 比值调节344

18．6．2 塔板负荷的调节346

19．6．3 内回流的调节346

18．6．4 前馈最优控制347

18．8 塔器水力学动态特性与控制的详细分析348

18．8．1 气相流量变化对液相流量变化的影响348

18．7 结语348

18．8．2 塔中液相和气相流量的比值调节350

第十九章 保护352

19．1 一个可靠的保护系统的必要条件353

19．2 关于单式保护系统的分析354

19．3 重合概率359

19．4 复式保护(二中取一系统)361

19．5 工作失灵361

19．6 三中取二保护装置362

19．7 关于冗余保护系统的介绍364

19．8 三种保护系统的比较366

19．9 保护装置的选择367

19．10 冗余368

附录 拉普拉斯变换370

参考文献373

符号表377