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目录1

第一章概论1

一、过程控制的发展与趋势1

二、过程控制工程的研究对象与任务3

三、工业自动化仪表和过程控制计算机的现状4

上篇 控制系统8

第二章简单控制系统8

第一节典型结构和控制指标8

一、典型结构8

二、控制指标10

一、过程特性的类型12

第二节过程特性12

二、K、T、t对调节品质的影响14

第三节检测元件及变送器的若干考虑16

一、测量性能16

二、动态特性18

三、滤波及信号处理18

第四节执行器的一些问题20

一、执行器的类型20

二、流量特性21

三、S值的选取25

四、动态特性26

五、阀门定位器的应用28

一、PID控制算法的一般形式29

二、P作用控制算法29

第五节连续PID控制算法29

三、PI作用控制算法32

四、积分饱和及其防止33

五、PD作用控制算法35

六、PID作用控制算法37

第六节离散PID控制算法38

一、几类离散PID控制算法38

二、DDC 中离散PID控制算法的改进40

三、控制度和采样周期的选择43

用计算机实现DDC的一些问题44

五、类似于离散PID的控制规律46

六、连续系统方程的离散化48

一、调节器参数整定的若干原则51

第七节调节器参数整定和系统投运51

二、调节器参数整定的经验方法52

三、调节器参数整定的反应曲线法54

四、系统搬运56

五、系统运行及故障分析57

第三章复杂控制系统59

第一节串级控制系统59

一、基本原理和结构59

二、功能和设计准则60

三、工程设计和实施中的一些问题64

四、引入辅助变量的控制系统67

第二节均匀控制系统68

一、基本原理和结构68

二、调节器参数整定69

一、基本原理和结构71

第三节比值控制系统71

二、两种形式控制方案的比较72

三、比值系数的设置74

四、方案实施的若干问题75

五、比值控制系统的几种变型77

第四节前馈控制系统78

一、基本原理和结构78

二、系统设计81

三、工程实施中的一些问题83

第五节分程控制系统85

一、基本原理和结构85

第六节选择性控制系统87

一、基本原理和结构87

二、实施时的几个问题87

二、工程设计和实施时的几个问题89

三、系统示例89

第七节按对象传递函数设计控制算法的控制系统93

一、时滞补偿控制系统93

二、差拍控制系统95

三、几种改进的控制算法97

四、动态矩阵控制100

第八节其他复杂控制系统102

一、采用阀位调节器（VPC）的双重控制系统102

二、采用非线性控制规律的系统104

三、采用计算指标的控制系统108

四、间歇过程控制系统109

一、状态方程和输出方程111

第一节多变量系统的描述形式及设计要求111

第四章多变量控制系统111

二、传递函数矩阵112

三、系统结构和闭环特性113

四、设计指标114

第二节系统间的关联和解耦117

一、用Bristol阵列衡量系统间的关联程度117

二、减少与解除耦合的途径121

三、串接解耦装置的设计124

四、解耦控制实例126

第三节状态反馈和极点配置128

一、状态反馈系统的概念128

二、状态反馈系统的工程设计130

三、确定性系统的状态观测器133

四、随机性系统的状态估计器134

第四节多变量控制器的频域设计法137

一、概述137

二、用失准角衡量系统的关联程度138

三、特征轨线方法139

第五章最优控制系统145

第一节稳态最优控制系统146

一、目标函数和自变量146

二、稳态最优控制的应用场合148

三、稳态最优化的算法149

第二节动态最优控制系统154

一、命题和目标函数154

二、最小时间控制156

三、线性二次型最优控制（LQR）问题159

四、鲁棒调节器164

一、适应控制系统的作用和类型166

二、简单适应控制系统166

第三节适应控制系统166

三、模型参考型适应控制系统168

四、自校正调节器172

第四节递阶控制系统174

一、多层次系统的概念174

二、递阶控制系统的协调方法175

参考文献178

第一节概述180

一、动态数学模型的作用和要求180

第六章过程动态数学模型180

下篇 过程控制180

二、动态数学模型的类型181

三、建立动态数学模型的途径182

第二节机理模型184

一、动态方程的一般列写方法184

二、机理模型建立的若干例子184

第三节过程辨识与参数估计190

一、阶跃响应法190

二、相关函数法192

三、最小二乘参数估计法199

第七章流体输送设备的控制203

第一节概述203

第二节泵及压缩机的控制方案204

一、泵和管路系统的静态特性及泵的控制方案204

二、风机和真空泵的控制方案206

三、压缩机的控制方案208

第三节离心式压缩机的防喘振控制209

一、离心式压缩机的喘振209

二、防喘振控制系统210

三、实例分析214

第八章传热设备的控制218

第一节传热设备的静态特性218

一、概述218

二、换热器静态特性的基本方程式219

三、换热器的静态放大系数220

四、控制方案的分析及调节阀的选型222

第二节传热设备的动态特性223

一、两侧流体完全混和的换热器动态特性224

二、套管式换热器的动态方程225

三、套管式换热器的动态特性227

第三节一般传热设备的控制方案231

一、调节载热体流量232

二、调节载热体的汽化温度233

三、将工艺介质分路233

四、调节传热面积234

第四节锅炉设备的控制方案236

一、概述236

二、锅炉汽包水位的自动控制237

三、蒸汽过热系统的自动控制243

四、锅炉燃烧系统的自动控制244

五、锅炉控制系统示例250

第一节概述254

第九章精馏塔的控制254

第二节精馏塔的静态特性255

一、总物料平衡和组分平衡255

二、分离度256

三、内部物料平衡258

四、扰动的影响259

第三节精馏塔的动态特性260

一、二元物系精馏塔的动态特性260

二、多元组分精馏塔的动态方程264

三、精馏塔动态数学模型的降阶265

四、精馏塔降阶双线性模型267

一、塔顶（或塔底）的温度控制269

二、灵敏板的温度控制269

第四节精馏塔被控变量的选择269

三、中温控制270

四、温差控制270

五、温差差值（双温差）控制271

第五节精馏塔的基本控制方案272

一、产品质量开环的控制方案272

二、按精馏段指标的控制方案273

三、按提馏段指标的控制方案274

四、精馏塔的压力控制275

第六节精馏塔的新型控制方案278

一、内回流控制278

二、热焓控制279

三、解耦控制281

四、前馈控制与推断控制282

第七节精馏塔的节能控制方案283

一、浮动塔压控制方案284

二、回流量与馏出液相结合的控制285

三、能量的综合利用控制方案286

第八节精馏塔的计算机控制288

一、精馏塔的常规控制系统288

二、精馏塔的复合控制方案289

第九节选择性控制的应用292

一、防止液泛和漏液292

二、精馏塔的自动开停车293

第十章化学反应器的控制295

第一节化学反应器的类型295

第二节化学反应的基本规律298

一、化学反应速度298

二、化学平衡300

三、转化率和停留时间的关系302

四、化学反应器的热稳定性302

第三节化学反应器的动态特性305

一、化学反应器的基本方程305

二、连续搅拌槽式反应器的动态特性306

第四节化学反应器的控制方案311

一、取出料的成分或反应的转化率作为被控变量312

二、取反应过程的工艺状态参数作为被控变量313

三、稳定外围的控制方案316

四、开环不稳定反应器的控制317

五、连续搅拌槽反应器的自适应控制319

六、乙丙橡胶生产的计算机控制322

参考文献327