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201.6
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| 內容簡介： |
过程控制工程为自动控制学科的重要组成部分，是自动化专业学生的必修课程之一。本书是在原国家规划教材《化工过程控制工程》和《过程控制工程》（第二版）的基础上重新编写的。
全书共分１２章，第１章为过程控制概论；第２～６章讲述常规控制技术，内容包括过程动态建模，ＰＩＤ单回路控制，前馈与比值控制，串级、均匀、选择与分程控制等；第７、８章为先进控制技术，内容包括关联分析与解耦设计、基于模型的模型方法等;第９～１２章为常用过程操作单元的控制方案，内容包括传热设备控制、精馏塔控制、化学反应过程控制及间歇过程控制概论。
本书可作为自动化及相关专业高年级本科生或研究生的教材，也可供炼油、石油化工、化工、冶金、电力、轻工、环保等领域从事工业过程控制工程的技术人员参考。
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| 目錄：
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1过程控制概论1
11控制系统的组成与目标1
111控制系统的由来1
112控制系统的组成3
113过程控制的术语与目标4
12控制仪表与控制装置5
121单元组合控制仪表5
122计算机控制装置6
13过程控制策略9
131反馈控制9
132前馈控制11
14反馈控制系统的分类12
15过程控制的任务和要求13
思考题与习题116
2过程动态特性17
21典型工业过程的动态特性17
211自衡过程17
212非自衡过程19
22机理建模方法21
221机理建模的步骤21
222常用的方程21
223机理建模举例26
23测量变送环节31
231关于测量误差31
232测量信号的处理32
24控制阀32
241控制阀概述32
242流量特性和阀门增益33
243流量特性的选择36
25广义对象及经验建模方法38
251广义对象的概念38
252经验建模的步骤39
253广义对象的测试法建模39
思考题与习题245
3反馈控制48
31控制系统的性能指标48
311以阶跃响应曲线的特征参数作为性能指标48
312偏差积分性能指标50
32三种常规的反馈控制模式51
321比例控制51
322比例积分控制52
323比例积分微分控制55
33PID控制器的选取与整定56
331控制器的选型56
332PID参数整定57
333PID参数自整定60
34单回路反馈控制系统的投运64
思考题与习题364
4前馈控制和比值控制65
41前馈控制系统65
411前馈控制的基本原理65
412前馈控制系统的特点67
42前馈控制系统的结构形式67
421静态前馈67
422动态前馈68
423前馈反馈控制69
424多变量前馈控制70
425用计算机实施前馈控制72
43比值控制系统73
431定比值控制74
432变比值控制76
433比值控制的实施77
434比值控制系统的设计与投运80
435比值控制系统中的若干问题81
思考题与习题483
5其他典型控制系统85
51串级控制系统85
511串级控制的概念及方框图描述85
512串级控制系统分析86
513串级控制系统设计87
514串级控制系统举例90
52均匀控制96
521均匀控制的由来96
522均匀控制的实现97
523均匀控制的控制器参数整定99
53选择性控制系统99
531用于设备软保护的选择性控制99
532其他选择性控制系统101
54分程控制系统和阀位控制系统103
541分程控制系统103
542阀位控制系统107
55非线性过程增益补偿108
551非线性过程的特点108
552非线性增益补偿方法111
553pH中和过程控制116
思考题与习题5122
6计算机控制系统125
61计算机控制系统概述125
62信号采集与处理127
621信号采集与变换127
622信号处理与数据滤波130
63数字PID控制算法133
631数字PID控制算式133
632数字PID改进算式134
633数字PID控制的实现137
64数字控制系统举例139
641DCS（Distributed Control System）概念139
642JX300X系统结构140
643JX300X系统软件144
思考题与习题6146
7多回路控制系统分析与设计147
71相对增益147
711相对增益的概念148
712相对增益矩阵的计算149
72耦合系统的变量配对与控制参数整定151
721耦合系统的变量配对151
722耦合多回路系统的控制参数整定153
73多回路系统的解耦设计157
731基于方块图的线性解耦器158
732基于过程机理的非线性解耦器163
思考题与习题7165
8基于模型的控制方法167
81史密斯预估控制167
811史密斯补偿原理167
812史密斯预估器的几种改进方案170
82内模控制171
821内模控制系统的结构与性质171
822内模控制器的设计方法172
823改进型内模控制系统173
83模型预测控制176
831模型预测控制的基本原理177
832SISO无约束动态矩阵控制178
833MIMO受约束动态矩阵控制181
834预测控制软件包简介183
84应用示范186
841WoodBerry塔的预测控制仿真186
842工业应用实例187
思考题与习题8191
9间歇过程控制192
91间歇生产过程及控制192
911概述192
912间歇生产过程控制系统193
92顺序逻辑控制194
93间歇生产过程中的控制197
931间歇生产过程的特殊控制方法197
932间歇反应器的控制200
94批次对批次（RuntoRun）控制203
941概述203
942指数加权移动平均控制算法204
943应用示例205
95间歇生产过程管理207
951处方（Recipe）和配方的管理207
952间歇生产过程计划与调度207
思考题与习题9209
10传热设备的控制211
101传热设备的静态与动态特性211
1011热量传递的三种方式211
1012换热设备的结构类型213
1013换热设备的静态特性213
1014换热设备的动态特性215
102换热设备的控制217
1021换热器的控制217
1022蒸汽加热器的控制218
1023冷凝冷却器的控制219
103加热炉的控制220
1031加热炉的单回路控制方案221
1032加热炉的串级控制方案222
104锅炉设备的控制225
1041汽包水位的控制227
1042燃烧系统的控制232
1043蒸汽过热系统的控制235
思考题与习题10235
11精馏塔的控制238
111精馏塔的控制目标238
1111质量指标238
1112产品产量和能量消耗239
112精馏塔的静态特性和动态特性240
1121精馏塔的静态特性240
1122精馏塔的动态模型242
113精馏塔质量指标的选取247
1131灵敏板的温度控制247
1132温差控制248
1133双温差控制248
114精馏塔的常用控制方案249
1141物料平衡控制251
1142精馏段质量指标控制255
1143提馏段质量指标控制261
1144两端质量指标控制263
115精馏塔的先进控制方案267
1151内回流控制267
1152产品质量的软测量与推断控制268
1153精馏塔的节能控制270
思考题与习题11272
12化学反应过程控制274
121化学反应过程概述274
1211化学反应器的类型274
1212化学反应的基本规律276
122化学反应器的动态数学模型279
1221基本动态方程式279
1222反应器的热稳定性280
123反应器的基本控制方案282
1231概述282
1232反应器的温度控制283
1233外围条件的稳定控制286
124典型反应器的控制方案设计288
1241聚合反应釜的控制288
1242合成氨过程的控制291
思考题与习题12297
参考文献298
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| 內容試閱：
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过程工业涉及炼油、化工、冶金、制药等国民经济支柱产业，过程控制系统已成为保证现代企业安全、平稳、优化、环保低耗和高效益生产的主要技术手段。“过程控制工程”为自动化与相关专业的核心专业课程，旨在培养学生从事过程控制系统设计与工程实施能力。
本书是在传承王骥程教授主编的《化工过程控制工程》第二版、王树青教授等人编著的《工业过程控制工程》与《过程控制工程》第二版的基础上，结合作者几十年来的教学和科研实践经验以及对过程控制问题的理解重新编写而成的。本书可作为自动化及相关专业高年级本科生或硕士生的教材。
全书共分12章，第1章对过程控制工程的一些基本概念和知识进行概述；第2章介绍过程机理建模法和基于响应数据的经验建模法；第3章重点介绍单回路反馈控制方法；第4章讲述前馈控制和比值控制方法；第5章详细介绍了过程工业中一些典型的控制方案，如串级控制、非线性增益补偿控制、均匀控制、选择控制、分程控制和阀位控制；第6章简要介绍以DCS为主的计算机控制系统；第7章讨论多回路控制系统的关联分析与解耦设计；第8章讲述几种基于模型的先进控制算法，包括史密斯预估控制、内模控制、预测控制；第9章概述了间歇生产过程的控制问题；第１０～１2章分别介绍了过程工业中的传热设备、精馏塔与化学反应器的常用控制方案。
本书第１、７、１０、１１章由戴连奎编写；第２～６章由于玲编写；第８、１２章由田学民编写；第９章由谢磊编写；王树青教授对本书编写提供了很多基础材料；全书由戴连奎统稿。
本书结构紧凑，重点突出。针对过程工业的实际应用状况，本书详细分析了常用的反馈控制技术；在此基础上，以若干典型过程设备为控制对象，全面地探讨了控制问题的提出、控制方案的设计与控制系统的实施等关键环节。与此同时，引入了大量的应用实例，并运用ＭatlabSimuLink平台进行了深入的数字仿真研究，显著提升了本书的吸引力和易读性，增强了高校学生对过程控制技术的感性认识。
为方便教学与自学，本书除提供完整的电子教案外，还提供了大量的仿真实验模型。本书配套材料可免费提供给采用本书作为教材的相关院校使用。如有需要，请发电子邮件至cipedu@163com索取。
在该书的编写过程中，得到了各兄弟学校老师，特别是教授过程控制课程的老师和企业界从事过程控制工作技术人员的大力支持和帮助，在此向他们表示深深的感谢。此外，也要感谢支持、帮助和关心我们编写工作的浙江大学控制系老师与学生。同时，我们要感谢所有帮助此书编写和出版的朋友!
编著者
2012年7月于浙大求是园
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