过程控制及其MATLAB实现第2版pdf免费版|百度网盘下载

编辑评论：

本书从基本概念入手，通俗易懂地解释了过程控制系统的本质和特点。同时，通过大量的应用实例，力求使学生掌握过程控制系统分析、设计和优化的基本原理和方法。

简介

本书是国家精品课程《过程控制与分配系统》的配套教材。本书系统地介绍了过程控制的理论和技术。全书共分13章，包括概述、过程控制系统建模方法、过程控制系统设计、PID调节原理、串级控制、特殊控制方法、补偿控制、相关分析与解耦控制、模糊控制、预测控制、高级控制和分布式控制系统。

作者介绍

方康玲，武汉科技大学信息工程学院教授。她的主要研究领域是自动化。主持国家精品课程《过程控制》，主持编写《过程控制》、《模糊控制系统》等多部教材。

前言

本书是国家精品课程《过程控制与分配系统》的配套教材。

本书第一版于2009年1月出版，标题为“过程控制与分布式系统”，第二版，标题改为“过程控制及其在MATLAB中的实现”。第二版在保持原书特色的基础上，对原书《饕餮》进行了以下几个方面的调整和更新：重新编写了第5章“串级控制”，并增加了串级的细节。控制器。控制法律；在第9章“模糊控制”中增加了一节，介绍了新的工程实例；在第104节“广义预测控制”中增加了模型识别的内容；第12章“分布式控制系统”修改部分DCS增加了现场总线控制系统（FCS）的概述；新增第13章“过程控制MATLAB仿真”本书主要有以下几个方面：

(1)注意保证结构的完整性和内容的先进性。以过程控制系统的基本结构为背景，内容安排不仅包括对过程控制系统设计的一般原理和方法的描述，还包括对复杂过程控制系统的先进过程控制系统的介绍。和分布式控制系统。新增的模糊控制工程实例和现场总线控制系统反映了过程控制技术的最新发展和应用。

(2)注重理论与实践的结合。鉴于过程控制的工程实践特点，本书在具体的理论讲解中引入了大量的工程实例。这些例子涵盖了化工、冶金、电力等诸多行业。部分实例来自编者主持的实际过程控制项目，有利于读者了解过程控制方法的具体应用，增强工程意识。 (3) 新增过程控制MATLAB仿真实例。涵盖过程控制系统的数学建模、PID调节、串级控制、各种复杂控制和高级控制等。仿真实例的引入有利于教师开发相关教学内容，加深学生对过程控制相关的感性认识。理论和认识，提高实践能力。可作为教师教学或学生实验、课程设计的教材。

本书参考学时为32学时，必修章节为前8章；如果用作研究生教学用书，可增加第9-12章的教学内容。相关教学资源可从国家级精品课程网站htp202.114.240202C1/zcr-lhmn获取。参与编写本书的有：方康玲（第1、9章）、王新民（第2章）、陈琳（第3章）、刘晓宇（第4、13章）、黄卫华（第5章）、孙令芳（第6章）、吴怀宇（第7、8章）、刘斌（第10、11章）、潘莲（第12章）。方康玲任主编，王新民、潘莲、吴怀宇、刘晓宇任副主编。由于编辑水平有限，不足之处还是难免的。希望各位读者多多指正

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图书目录

内容

第 1 章概述

1.1 过程控制的任务

1.2过程控制系统的组成及特点

1.2.1 过程控制系统组成

1.2.2 过程控制系统的特点

1.3 过程控制系统的性能指标

1.4 过程控制的进展

1.4.1 过程控制装置的进展

1.4.2 过程控制策略与算法的进展

章节摘要

锻炼

第2章过程控制系统建模方法

2.1 过程控制系统建模的概念

2.1.1 建模概念

2.1.2 过程控制系统建模的两种基本方法

2.2 机理建模方法

2.2.1 单个内容对象的传递函数

2.2.2 纯延迟的单容器对象属性

2.2.3 没有自平衡能力的单容器对象的特点

2.2.4 多内容对象的动态属性

2.3 测试建模方法

2.3.1 物体属性的实验测定

2.3.2 确定动态属性的时域法

2.3.3 确定动态特性的频域法

2.3.4 确定动态属性的统计相关方法

2.3.5 最小二乘

章节摘要

锻炼

第三章过程控制系统设计

3.1 过程控制系统的设计步骤

3.2 确定控制变量和控制方案

3.2.1 确定控制目标

3.2.2 确定控制方案

3.3 过程控制系统硬件选择

3.3.1 控件

3.3.2 测量仪器和传感器的选择原则

3.4 节流元素计算

3.4.1 流量计算相关的基本概念

3.4.2 流量计类型

3.4.3 节流元件

3.5 控制阀选择

3.5.1 控制阀计算依据

3.5.2 调节阀的流量特性

3.5.3 调节阀口径计算

3.6 计算示例

3.6.1 标准孔板角接触压力的计算

3.6.2 蝶阀计算

章节摘要

锻炼

第四章PID整定原理

4.1 PID控制概述

4.2 比例调整（P调整）

4.2.1 比例调节的作用规律和比例带

4.2.2 比例调节-微分调节的特点

4.2.3 比例带对调整过程的影响

4.3 积分调整（I 调整）

4.3.1 积分调节和积分速度

4.3.2 积分调整的特点-无差调整

4.3.3 积分速度对调整过程的影响

4.4 差动调整（D调整）

4.5 比例-积分-微分调整（PID调整）

4.5.1 比例积分（PI）调整

4.5.2 比例导数（PD）调整

4.5.3 比例-积分-微分调节法及其基本特征

4.6 数字 PID 控制

4.6.1 数字PID控制算法

4.6.2 改进的数字PID算法

4.7 PID调节器参数工程整定

4.7.1 PID参数整定的基本原理

4.7.2 PID参数的工程整定方法

4.7.3 PID参数自整定方法

4.7.4 数字PID参数整定

4.8 智能PID控制方法

4.8.1 模糊 PID 控制

4.8.2 神经网络 PID 控制

4.8.3 专家级智能自整定PID控制

章节摘要

锻炼

第 5 章串级控制

5.1 串级控制系统的基本原理

5.1.1 串级控制系统的基本概念

5.1.2 串级控制系统的组成

5.1.3 串级控制系统的工作过程

5.2 串级控制系统的特点

5.3 串级控制系统设计

5.3.1 一次、二次电路的设计方法

5.3.2 主副控制器正反动作方式的确定

5.3.3 防止控制器积分饱和的措施

5.4 串级控制系统控制器参数设置

5.5 串级控制系统应用实例

章节摘要

锻炼

第6章特殊控制方法

6.1 比率控制系统

6.1.1 比率控制系统的基本概念

6.1.2 比率控制系统分析

6.1.3 比例控制系统设计

6.1.4 比例控制系统的实现

6.1.5 比例控制系统的设置

6.1.6 比例控制系统中的一些问题

6.2 统一控制系统

6.2.1 统一控制的概念

6.2.2 统一控制系统的结构形式

6.2.3 控制器参数设置

6.3 分程控制系统

6.3.1 基本概念

6.3.2 分程控制的应用

6.3.3 分程阀总流量特性的改进

6.4 选择性控制系统

6.4.1 基本概念

6.4.2 选择性控制系统的种类及应用

6.4.3 选择性控制系统设计

6.4.4 积分饱和及其预防措施

6.5 阀位控制系统

6.5.1 基本概念

6.5.2 阀位控制系统的应用

6.5.3 阀位控制系统的设计与调试

章节摘要

锻炼

第7章补偿控制

7.1 补偿控制的基本原理和结构

7.2 前馈控制系统

7.2.1 前馈控制系统的概念

7.2.2 前馈控制系统的基本结构

7.3 大延迟处理系统

7.3.1 延迟对系统质量的影响

7.3.2 史密斯预测器

7.3.3 达林算法

章节摘要

锻炼

第8章关联分析与解耦控制

8.1 控制回路之间的关联

8.1.1 控制回路之间的耦合

8.1.2 种植对象的典型耦合结构

8.1.3 耦合度分析法

8.2 相对增益矩阵

8.2.1 相对增益矩阵的定义

8.2.2 相对增益的计算

8.2.3 第二放大系数qij的直接计算方法

8.2.4 相对增益矩阵的特征

8.3 减少和消除耦合的方法

8.4 解耦控制系统设计

8.4.1 前馈补偿解耦方法

8.4.2 反馈解耦

8.4.3 对角矩阵解耦方法

8.4.4 单位矩阵解耦方法

章节摘要

锻炼

第 9 章模糊控制

9.1 概述

9.1.1 模糊的基本概念

9.1.2 模糊控制系统

9.2 模糊集的基本概念

9.2.1 模糊集

9.2.2 模糊集的基本操作

9.3 模糊关系

9.3.1 正常关系

9.3.2 模糊关系

9.3.3 模糊变换

9.3.4 模糊决策

9.4 模糊推理

9.4.1 模糊逻辑

9.4.2 模糊语言运算符

9.4.3 模糊推理

9.5 模糊控制器原理与设计

9.5.1 模糊控制系统的组成

9.5.2 模糊控制原理

9.5.3 模糊控制系统设计

9.6 工业电阻炉的模糊温度控制系统

9.6.1 系统介绍

9.6.2 电阻炉模糊温度控制器的设计

9.6.3 控制效果

9.7 浮选过程模糊控制系统

9.7.1 浮选工艺

9.7.2 浮选过程模糊控制器设计

9.7.3 控制效果

章节摘要

锻炼

第 10 章预测控制

10.1 模型预测控制的基本原理

10.2 动态矩阵控制 DMC

10.2.1 预测模型

10.2.2 滚动优化

10.2.3 反馈修正

10.2.4 算法实现

10.2.5 参数选择

10.2.6 DMC的主要特点和优势

10.3 模型算法控制MAC

10.3.1 具有简单性能指标的 MAC 算法

10.3.2 具有通用性能指标的 MAC 算法

10.3.3 算法实现

10.3.4 MAC的主要特点和优势

10.4 广义预测控制算法

10.4.1 广义预测控制的基本理论

10.4.2 基于Toeplitz预测方程的广义预测控制算法

章节摘要

锻炼

第 11 章高级控件

11.1 自适应控制

11.1.1 自适应控制概述

11.1.2 模型参考自适应控制

11.1.3 自校准控制

11.2 智能控制

11.2.1 智能控制基础

11.2.2 智能控制的理论结构

11.2.3 分级控制

11.2.4 基于知识的专家控制

11.2.5 仿人智能控制

11.2.6 神经控制

11.3 鲁棒控制

11.3.1 基本概念

11.3.2 H∞优化和鲁棒控制

11.3.3 标准 H∞ 控制

11.3.4 H∞控制解

章节摘要

内容摘要

第 12 章分布式控制系统 (DCS) 和现场总线控制系统 (FCS)

由于DCS和FCS不仅具有连续控制和逻辑控制的功能，而且还具有顺序控制和批量控制的功能，因此，DCS和FCS既可以用于连续过程工业，也可以用于间歇过程与连续过程的混合。和离散行业。总之，DCS和FCS在过程控制领域得到了广泛的应用，不仅是分散控制，而且还朝着综合管理的方向发展。在计算机集成制造系统（CIMS）或计算机集成过程系统（CIPs）中，以DCS和FCS为基础，通过其开放的网络与生产管理和决策管理网络相连接，实现控制，与管理信息集成，实现企业生产、控制和管理的全局优化。

本章概述了DCS和FCS的生产过程、开发过程、特点和优势，以及DCS和FCS的架构。其目的是让读者建立 DCS 和 FCS 的基本概念。

12.1 DCS 概述

在连续过程控制中，常规模拟仪表控制和早期计算机控制可分为仪表分散控制、仪表集中控制和计算机集中控制三种。在分析比较了常规模拟仪表控制和计算机集中控制的优缺点后，开发了计算机集散控制系统（CS）。