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第1章 绪论1

1.1 自动控制系统的组成1

1.2 自动控制系统的分类3

1.3 自动控制系统的发展概况5

1.3.1 控制理论的发展概况5

1.3.2 过程控制系统的发展概况6

1.4 自动控制系统的过渡过程及品质指标9

1.4.1 对自动控制系统的要求9

1.4.2 过渡过程10

1.4.3 品质指标11

思考题与习题13

第2章 被控对象的数学模型15

2.1 概述15

2.2 建立数学模型的方法18

2.2.1 机理法18

2.2.2 实验法21

2.3 过程模型的特点24

思考题与习题25

第3章 控制技术27

3.1 模拟控制技术27

3.1.1 比例控制规律（P）27

3.1.2 积分控制规律（I）31

3.1.3 微分控制规律（D）33

3.1.4 比例积分微分控制（PID）35

3.2 数字控制技术36

3.2.1 数字控制器的模拟化设计37

3.2.2 数字控制器的离散化设计45

3.3 模糊控制技术56

3.3.1 模糊控制的预备知识57

3.3.2 模糊控制系统的构成61

3.3.3 模糊控制器的基本设计方法62

3.3.4 模糊控制器设计实例70

3.4 人工神经网络技术73

3.4.1 人工神经元模型73

3.4.2 人工神经网络的拓扑结构76

3.4.3 神经网络的学习77

3.4.4 典型神经网络78

3.4.5 神经网络控制83

3.5 预测控制83

3.5.1 预测控制的基本原理83

3.5.2 预测控制算法85

3.6 自适应控制技术91

思考题与习题93

第4章 执行器94

4.1 气动执行器94

4.1.1 气动执行器的组成与分类94

4.1.2 气动执行器的选择95

4.2 电—气转换器及电—气阀门定位器102

4.3 电动执行器102

4.4 数字阀与智能控制阀103

4.4.1 数字阀103

4.4.2 智能控制阀104

思考题与习题104

第5章 简单控制系统106

5.1 简单控制系统组成106

5.2 简单控制系统的设计107

5.2.1 被控变量的选择108

5.2.2 操纵变量的选择110

5.2.3 测量元件特性的影响111

5.2.4 控制器控制规律的确定112

5.2.5 控制器作用方向的选择113

5.3 简单控制系统的参数整定与投运114

5.3.1 简单控制系统的参数整定114

5.3.2 简单控制系统的投运118

思考题与习题119

第6章 复杂控制系统121

6.1 串级控制系统121

6.1.1 串级控制系统的组成与工作过程121

6.1.2 串级控制系统的特点及应用场合124

6.1.3 串级控制系统设计原则126

6.1.4 串级控制系统参数整定和投运128

6.2 均匀控制系统130

6.2.1 均匀控制的目的和特点130

6.2.2 均匀控制方案131

6.3 比值控制系统133

6.3.1 概述133

6.3.2 比值控制系统的类型133

6.3.3 比值系数的计算和比值方案的实施136

6.4 前馈控制系统138

6.4.1 前馈控制的原理及其特点138

6.4.2 前馈控制系统的几种结构形式140

6.4.3 前馈控制的应用142

6.5 选择性控制系统142

6.5.1 基本概念142

6.5.2 选择性控制系统的类型143

6.5.3 选择性控制系统的设计146

6.6 分程控制系统148

6.6.1 分程控制系统概述148

6.6.2 分程控制的应用场合149

6.6.3 分程控制中的几个问题151

6.7 纯滞后补偿控制系统152

6.8 解耦控制系统154

6.8.1 相对增益155

6.8.2 解耦控制方法157

思考题与习题160

第7章 流体输送设备的控制163

7.1 离心泵的控制方案164

7.2 容积式泵的控制方案166

7.3 压缩机的控制167

7.3.1 离心式压缩机的控制方案167

7.3.2 离心式压缩机的防喘振控制系统168

思考题与习题171

第8章 传热设备的控制172

8.1 概述172

8.2 一般传热设备的控制方案172

8.3 加热炉的控制175

8.4 锅炉设备的控制178

思考题与习题186

第9章 集散控制系统与现场总线控制系统188

9.1 集散控制系统（DCS）188

9.1.1 集散控制系统（DCS）概念188

9.1.2 DCS的基本组成及特点189

9.1.3 DCS硬件系统192

9.1.4 DCS的软件系统193

9.2 现场总线控制系统195

9.2.1 现场总线的本质196

9.2.2 现场总线的特点和优点197

9.2.3 现场总线网络的实现199

9.2.4 流行现场总线简介200

思考题与习题203

第10章 过程控制系统仿真204

10.1 过程控制系统仿真概述204

10.2 Matlab基础知识205

10.2.1 Matlab简介205

10.2.2 Matlab的基本语句结构208

10.2.3 Matlab基本命令209

10.2.4 Matlab文件基础214

10.3 控制系统数学模型的Matlab描述216

10.3.1 控制系统数学模型的Matlab描述216

10.3.2 系统模型转换及连接220

10.4 Matlab编程实例223

思考题与习题234

第11章 控制系统设计思想与实例236

11.1 控制系统设计思想236

11.2 典型化工过程系统控制实例239

11.2.1 精馏塔的控制239

11.2.2 常减压过程的控制251

思考题与习题256

参考文献257