过程控制工程-第三版

1 过程控制概论1.1 控制系统的组成与目标1.1.1 控制系统的由来1.1.2 控制系统的组成1.1.3 过程控制的术语与目标1.2 控制仪表与控制装置1.2.1 单元组合控制仪表1.2.2 计算机控制装置1.3 过程控制策略1.3.1 反馈控制1.3.2 前馈控制1.4 反馈控制系统的分类1.5 过程控制的任务和要求思考题与习题2 过程动态特性2.1 典型工业过程的动态特性2.1.1 自衡过程2.1.2 非自衡过程2.2 机理建模方法2.2.1 机理建模的步骤2.2.2 常用的方程2.2.3 机理建模举例2.3 测量变送环节2.3.1 关于测量误差2.3.2 测量信号的处理2.4 控制阀2.4.1 控制阀概述2.4.2 流量特性和阀门增益2.4.3 流量特性的选择2.5 广义对象及经验建模方法2.5.1 广义对象的概念2.5.2 经验建模的步骤2.5.3 广义对象的测试法建模思考题与习题3 反馈控制3.1 控制系统的性能指标3.1.1 以阶跃响应曲线的特征参数作为性能指标3.1.2 偏差积分性能指标3.2 三种常规的反馈控制模式3.2.1 比例控制3.2.2 比例积分控制3.2.3 比例积分微分控制3.3 PID控制器的选取与整定3.3.1 控制器的选型3.3.2 PID参数整定3.3.3 PID参数自整定3.4 单回路反馈控制系统的投运思考题与习题4 前馈控制和比值控制4.1 前馈控制系统4.1.1 前馈控制的基本原理4.1.2 前馈控制系统的特点4.2 前馈控制系统的结构形式4.2.1 静态前馈4.2.2 动态前馈4.2.3 前馈反馈控制4.2.4 多变量前馈控制4.2.5 用计算机实施前馈控制4.3 比值控制系统4.3.1 定比值控制4.3.2 变比值控制4.3.3 比值控制的实施4.3.4 比值控制系统的设计与投运4.3.5 比值控制系统中的若干问题思考题与习题5 其他典型控制系统5.1 串级控制系统5.1.1 串级控制的概念及方框图描述5.1.2 串级控制系统分析5.1.3 串级控制系统设计5.1.4 串级控制系统举例5.2 均匀控制5.2.1 均匀控制的由来5.2.2 均匀控制的实现5.2.3 均匀控制的控制器参数整定5.3 选择性控制系统5.3.1 用于设备软保护的选择性控制5.3.2 其他选择性控制系统5.4 分程控制系统和阀位控制系统5.4.1 分程控制系统5.4.2 阀位控制系统5.5 非线性过程增益补偿5.5.1 非线性过程的特点5.5.2 非线性增益补偿方法5.5.3 pH中和过程控制思考题与习题6 计算机控制系统6.1 计算机控制系统概述6.2 信号采集与处理6.2.1 信号采集与变换6.2.2 信号处理与数据滤波6.3 数字PID控制算法6.3.1 数字PID控制算式6.3.2 数字PID改进算式6.3.3 数字PID控制的实现6.4 数字控制系统举例6.4.1 DCS(Distributed Control System)概念6.4.2 JX-300X系统结构6.4.3 JX-300X系统软件思考题与习题7 多回路控制系统分析与设计7.1 相对增益7.1.1 相对增益的概念7.1.2 相对增益矩阵的计算7.2 耦合系统的变量配对与控制参数整定7.2.1 耦合系统的变量配对7.2.2 耦合多回路系统的控制参数整定7.3 多回路系统的解耦设计7.3.1 基于方块图的线性解耦器7.3.2 基于过程机理的非线性解耦器思考题与习题8 基于模型的控制方法8.1 史密斯预估控制8.1.1 史密斯补偿原理8.1.2 史密斯预估器的几种改进方案8.2 内模控制8.2.1 内模控制系统的结构与性质8.2.2 内模控制器的设计方法8.2.3 改进型内模控制系统8.3 模型预测控制8.3.1 模型预测控制的基本原理8.3.2 SISO无约束动态矩阵控制8.3.3 MIMO受约束动态矩阵控制8.3.4 预测控制软件包简介8.4 应用示范8.4.1 Wood-Berry塔的预测控制仿真8.4.2 工业应用实例思考题与习题9 间歇过程控制9.1 间歇生产过程及控制9.1.1 概述9.1.2 间歇生产过程控制系统9.2 顺序逻辑控制9.3 间歇生产过程中的控制9.3.1 间歇生产过程的特殊控制方法9.3.2 间歇反应器的控制9.4 批次对批次(Run-to-Run)控制9.4.1 概述9.4.2 指数加权移动平均控制算法9.4.3 应用示例9.5 间歇生产过程管理9.5.1 处方(Recipe)和配方的管理9.5.2 间歇生产过程计划与调度思考题与习题10 传热设备的控制10.1 传热设备的静态与动态特性10.1.1 热量传递的三种方式10.1.2 换热设备的结构类型10.1.3 换热设备的静态特性10.1.4 换热设备的动态特性10.2 换热设备的控制10.2.1 换热器的控制10.2.2 蒸汽加热器的控制10.2.3 冷凝冷却器的控制10.3 加热炉的控制10.3.1 加热炉的单回路控制方案10.3.2 加热炉的串级控制方案10.4 锅炉设备的控制10.4.1 汽包水位的控制10.4.2 燃烧系统的控制10.4.3 蒸汽过热系统的控制思考题与习题11 精馏塔的控制11.1 精馏塔的控制目标11.1.1 质量指标11.1.2 产品产量和能量消耗11.2 精馏塔的静态特性和动态特性11.2.1 精馏塔的静态特性11.2.2 精馏塔的动态模型11.3 精馏塔质量指标的选取11.3.1 灵敏板的温度控制11.3.2 温差控制11.3.3 双温差控制11.4 精馏塔的常用控制方案11.4.1 物料平衡控制11.4.2 精馏段质量指标控制11.4.3 提馏段质量指标控制11.4.4 两端质量指标控制11.5 精馏塔的先进控制方案11.5.1 内回流控制11.5.2 产品质量的软测量与推断控制11.5.3 精馏塔的节能控制思考题与习题12 化学反应过程控制12.1 化学反应过程概述12.1.1 化学反应器的类型12.1.2 化学反应的基本规律12.2 化学反应器的动态数学模型12.2.1 基本动态方程式12.2.2 反应器的热稳定性12.3 反应器的基本控制方案12.3.1 概述12.3.2 反应器的温度控制12.3.3 外围条件的稳定控制12.4 典型反应器的控制方案设计12.4.1 聚合反应釜的控制12.4.2 合成氨过程的控制思考题与习题参考文献