过程控制系统

本书主要讲述如何将计算机技术、数字仿真技术、网络通信技术及自动控制理论知识应用于实际工业过程控制系统，以及在实际应用中需要考虑哪些具体理论与工程实际问题。本书全面地论述了过程控制系统的要求、组成、性能指标和发展；工业生产过程数学模型的一般表示形式和建模方法；控制系统常用仪器仪表的选型和应用；控制器的调节规律、选型与参数整定；简单控制系统的结构和特点及分析、设计和调试等；数字化控制系统的采样、数据处理、基本PID及改进算法的数字化实现；常用的复杂控制系统，如串级控制、补偿控制、比值控制、均匀控制、分程控制等系统的结构、分析、设计和实施等；多变量解耦控制系统的分析和解耦设计方法；典型工业过程的控制。 本书是面向应用型大学本科生的教材，因而更强调理论与实际的结合，培养学生分析问题和解决问题的能力，注重对学生应用能力的培养。

纪振平，男，1964年4月生，教授/博士，硕士生导师，就职于沈阳理工大学自动化与电气工程学院。1986年毕业于吉林工业大学（合校后吉林大学），获工学学士学位，1989年毕业于吉林工业大学，获工学硕士学位，2008年在东北大学检测技术与自动化装置学科获工学博士学位。近年来，主要参与完成国家“863”项目1项、“985工程”科研1项、国家自然科学基金项目1项；主持横向科研课题7项，科研经费累计100多万元。发表学术论文30余篇，其中20篇论文被EI检索。主要研究方向：复杂工业过程建模、控制与优化，智能优化方法，工业过程故障检测与诊断等。

第1章 绪论 1.1 过程控制系统的组成与特点 1.1.1 过程控制系统的组成 1.1.2 过程控制系统的特点 1.2 过程控制的任务及要求 1.3 过程控制系统的分类及控制性能指标 1.3.1 过程控制系统的分类 1.3.2 过程控制系统的控制性能指标 1.4 过程控制系统的发展阶段与发展趋势 1.4.1 过程控制系统的发展阶段 1.4.2 过程控制系统的发展趋势 1.5 本章小结 习题 第2章 被控对象的数学模型 2.1 被控对象的动态特性 2.1.1 基本概念 2.1.2 典型被控对象的动态特性 2.1.3 被控对象动态特性的特点 2.2 被控对象数学模型及其建立方法 2.2.1 被控对象数学模型的表达形式及要求 2.2.2 被控对象数学模型建立方法 2.3 机理法建模 2.3.1 机理法建模的一般步骤 2.3.2 单容对象的数学模型建立 2.3.3 双容对象的数学模型建立 2.4 实验法建模 2.4.1 对象特性的实验测定方法 2.4.2 测定动态特性的时域法 2.4.3 测定动态特性的频域法 2.5 本章小结 习题 第3章 过程控制系统中常用的仪器仪表 3.1 检测变送仪表的基本组成及性能指标 3.1.1 检测变送仪表的基本概念、组成及信号传输 3.1.2 检测变送仪表的基本性能指标及测量信号的处理 3.2 常用检测变送仪表 3.2.1 温度测量仪表 3.2.2 压力测量仪表 3.2.3 流量测量仪表 3.2.4 液位测量仪表 3.3 软测量技术 3.3.1 建立软测量模型的主要技术流程 3.3.2 基于机理分析的建模方法 3.3.3 基于数据的建模方法 3.4 执行器 3.4.1 电动调节阀 3.4.2 气动调节阀 3.4.3 调节阀的流通能力 3.4.4 调节阀的结构特性和流量特性 3.4.5 调节阀的选择