过程控制工程

内容简介

过程控制工程是高等学校自动化专业的核心课程之一。《普通高等教育电气工程与自动化（应用型）“十二五”规划教材：过程控制工程》主要讲述过程控制系统的设计理论、方法及其应用，主要内容包括：基于过程机理和数据驱动的过程建模方法，PID控制器设计，控制系统的结构设计，基于经验的控制系统结构设计（包括串级控制、前馈控制、比值控制等），面向全流程的控制系统结构设计，模型预测控制，典型单元操作的控制（包括流体输送、换热器、精馏分离、化学反应器等），实时优化控制，间歇过程控制等。《普通高等教育电气工程与自动化（应用型）“十二五”规划教材：过程控制工程》选择了许多控制工程领域的研究成果，对实际工作有现实指导意义。
　　《普通高等教育电气工程与自动化（应用型）“十二五”规划教材：过程控制工程》适用于自动化、化学工艺与工程、测控技术与仪器等本科专业学生和不具备控制理论基础的研究生学习，也可以作为参考资料，为在流程工业从事过程操作、系统管理、电气工程、自动控制和仪表等工作的工程师提供帮助。

目录

前言
第一篇 过程模型
第1章 引言
1.1了解要控制的对象——工艺流程
1.2控制系统的组成
1.3与控制紧密相关的操作——性能评估和过程监视
1.4过程控制教育
第2章 典型过程的特征与模型描述
2.1液位系统
2.1.1单容液位对象
2.1.2双容液位对象
2.1.3三容液位对象
2.2反应器系统
2.3电机系统
2.4TE过程
2.4.1概述
2.4.2TE过程描述
2.4.3TE过程机理建模
思考题与习题
第3章 基于数据驱动的过程建模
3.1引言
3.2线性回归
3.3非线性回归
3.4软测量模型
3.4.1明确任务
3.4.2辅助变量的选择
3.4.3过程数据的处理及训练样本的确定
3.4.4软测量模型的建立
3.4.5软测量模型的在线校正
3.5主成分分析
3.5.1数据的标准化处理
3.5.2主成分分析的基本原理
3.6偏二乘
思考题与习题
第二篇 控制系统结构与算法
第4章 单回路控制
4.1概述
4.2传感器和变送器
4.2.1仪表信号的标准化
4.2.2传感器
4.2.3变送器
4.3执行装置
4.3.1控制阀
4.3.2阀位定位器
4.3.3特制尺寸的控制阀
4.3.4控制阀的口径选择
4.4仪表准确度
4.5基本控制规律
4.5.1比例控制
4.5.2积分控制
4.5.3比例积分控制
4.5.4比例微分控制
4.5.5比例积分微分控制
4.5.6双位控制
4.5.7数字PID控制器
4.6过程控制系统设计
4.6.1概述
4.6.2被控参数、控制参数的选择
4.6.3确定控制方案及控制算法
4.6.4过程控制系统的硬件选择
4.7过程的安全性
思考题与习题
第5章 扩展的单回路控制策略
5.1串级控制
5.1.1串级控制系统的基本概念
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串级控制系统投运及参数整定
5.2时延补偿
5.3推断控制
5.4自适应控制系统
思考题与习题
第6章 前馈和比值控制
6.1前馈控制系统
6.1.1前馈控制的基本原理
6.1.2前馈控制系统的几种主要结构形式
6.1.3前馈?反馈控制系统
6.1.4前馈?串级控制系统
6.1.5前馈控制规律的实施
6.1.6前馈控制系统的应用
6.1.7前馈控制系统的参数整定
6.2比值控制概述
6.2.1开环比值控制系统
6.2.2单闭环比值控制系统
6.2.3双闭环比值控制系统
6.2.4其他类型的比值控制系统
6.2.5比值系数的计算
6.2.6比值控制方案的实施
思考题与习题
第7章 控制系统的结构设计
7.1操作变量的选择
7.1.1控制自由度
7.1.2根据工艺流程图计算控制自由度
7.1.3计算实例
7.2受控变量的选择
7.2.1自寻优原理
7.2.2基于自寻优原理选择被控变量的计算方法
7.3受控变量和操作变量配对的方法
7.3.1相对增益法
7.3.2Niederlinski指数计算
思考题与习题
第8章 面向全流程的控制系统设计方法
8.1自动化系统架构
8.2控制结构设计任务及方法
8.2.1Luyben建议的全流程控制设计方法
8.2.2集成仿真与启发式规则的全流程控制设计方法
8.3Skogestad 提出的全流程控制系统结构设计方法
8.3.1用于操作的自由度
8.3.2全流程控制系统设计方法
思考题与习题
第9章 基于模型的预测控制
9.1概述
9.2模型预测控制的基本原理
9.3动态矩阵控制
9.4商品化的预测控制软件
9.4.1RMPCT概述及主要功能
9.4.2RMPCT的相关参数
9.4.3RMPCT的基本组成
9.4.4RMPCT的关键技术
9.4.5RMPCT的主要应用领域
思考题与习题
第三篇 控制系统应用
第10章 流体输送设备的控制