控制系统分析与设计(过程控制系统第2版全国工程专业学位研究生教育国家级规划教材)

本书在阐述过程控制系 统相关基本概念的基础上， 介绍常见的过程控制参数检 测及控制仪表的基本原理与 使用方法、被控过程的建模 方法以及比较成熟且具有广 泛应用前景的过程控制技术 和方法。 本书是控制工程领域工 程硕士教材，也可供普通高 等院校自动化等相关专业的 本科生和研究生参考。

第1章 绪论 1.1 过程控制系统的组成和分类 1.1.1 过程控制系统的组成 1.1.2 过程控制系统的分类 1.2 过程控制系统的特点 1.3 过程控制系统的发展简况 1.4 过程控制系统的控制质量指标 本章小结 思考题与习题 第2章 过程参数的检测及控制仪表 2.1 测量的概念和测量方法 2.2 测量误差与仪表的精度等级 2.2.1 测量误差的分类 2.2.2 仪表的基本误差、精度等级及分度标准 2.2.3 检测仪表的组成及分类 2.3 温度测量仪表 2.3.1 温度的概念 2.3.2 工业常用接触式测温仪表 2.3.3 非接触式测温仪表 2.3.4 电动显示仪表 2.3.5 温度仪表的工程应用与选型原则 2.4 压力、压差和物位测量 2.4.1 压力、压差测量 2.4.2 物位测量 2.5 流量测量仪表 2.5.1 概述 2.5.2 差压式流量计 2.5.3 容积式流量计 2.5.4 涡轮流量计 2.5.5 涡街流量计 2.5.6 靶式流量计 2.5.7 转子流量计 2.5.8 电磁流量计 2.5.9 超声流量计 2.6 成分分析仪表 2.6.1 氧化错氧分析仪 2.6.2 红外线气体分析器 2.7 过程控制仪表 2.7.1 概述 2.7.2 过程控制仪表的常见应用问题 本章小结 思考题与习题 第3章 被控过程的数学模型 3.1 概述 3.1.1 单变量与多变量的被控过程 3.1.2 自衡过程和无自衡过程 3.1.3 被控过程数学模型的表示方法 3.2 被控过程的机理建模 3.2.1 建立自衡过程的数学模型 3.2.2 建立无自衡过程的数学模型 3.3 被控过程的实验建模 3.3.1 测取阶跃响应曲线 3.3.2 测取矩形脉冲响应曲线 3.3.3 由阶跃响应曲线辨识被控过程的模型 3.4 基于神经网络的数据建模 3.4.1 人工神经元和人工神经网络 3.4.2 典型神经网络 3.4.3 基于RBF神经网络的数据建模方法 3.5 数据与机理相结合的建模方法 本章小结 思考题与习题 第4章 常规控制系统 4.1 单回路控制系统 4.1.1 概述 4.1.2 被控参数与控制参数的选择原则 4.1.3 调节阀（执行器）的选择 4.1.4 控制器的选择 4.1.5 控制器的参数整定 4.2 串级控制系统 4.2.1 概述 4.2.2 串级控制系统的特点 4.2.3 串级控制系统的设计 4.2.4 串级控制系统的应用 4.2.5 串级控制系统控制器参数的整定 4.3 前馈控制系统 4.3.1 概述 4.3.2 前馈控制系统的结构形式 4.3.3 前馈控制系统的设计与参数整定 4.3.4 前馈控制系统的应用 4.4 比值控制系统 4.4.1 概述 4.4.2 比值控制方案 4.4.3 比值控制系统的设计 4.4.4 比值控制系统的方案及参数整定 4.5 工程应用实例 4.5.1 单回路控制系统应用实例 4.5.2 串级控制系统实例分析 4.5.3 前馈控制系统应用举例 4.5.4 比值控制系统应用举例 本章小结 思考题与习题 第5章 多变量过程控制系统 5.1 概述 5.1.1 系统的耦合与解耦 5.1.2 多变量系统中普遍存在的耦合现象 5.2 相对增益 5.3 解耦设计方法 5.3.1 对角矩阵解耦法 5.3.2 单位矩阵解耦法 5.3.3 前馈补偿解耦法 5.3.4 具有纯滞后耦合对象的解耦方法 5.3.5 具有大滞后耦合对象的解耦方法 5.4 解耦控制系统在实现过程中存在的问题 5.4.1 解耦控制系统的稳定性问题 5.4.2 解耦网络模型的简化 本章小结 思考题与习题 第6章 推理控制 6.1 概述 6.2 推理控制系统 6.2.1 问题的提出 6.2.2 推理控制系统的组成 6.2.3 推理控制器的设计 6.2.4 推理-反馈控制系统 6.3 模型误差对系统性能的影响 6.3.1 扰动通道模型误差的影响 6.3.2 控制通道模型误差的影响 6.4 输出可测条件下的推理控制 6.4.1 系统构成 6.4.2 模型误差对系统性能的影响 6.5 多变量推理控制系统 6.5.1 多变量推理控制系统的基本结构 6.5.2 多变量推理控制器的V规范型结构 6.5.3 带时间滞后多变量系统的V规范型推理控制器设计 6.5.4 滤波矩阵的选择 6.6 推理控制系统应用实例 6.6.1 精馏塔塔顶丁烷浓度的推理控制 6.6.2 脱木素反应的推理控制 本章小结 思考题与习题 第7章 预测控制 7.1 概述 7.2 预测控制的基本原理 7.3 模型算法控制 7.3.1 预测模型 7.3.2 模型校正 7.3.3 参考轨迹 7.3.4 滚动优化 7.4 动态矩阵控制的基本原理 7.4.1 预测模型 7.4.2 反馈校正 7.4.3 滚动优化 7.4.4 动态矩阵控制的基本算法 7.4.5 动态矩阵控制的性能分析 7.5 广义预测控制的基本原理 7.5.1