過程控製係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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魯照權 編

圖書標籤:

• 過程控製
• 自動化
• 工業控製
• 係統工程
• 化學工程
• 控製理論
• 儀錶技術
• 傳感器
• PID控製
• 實時控製

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111454557

版次：1

商品編碼：11452690

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等院校電氣信息類係列教材

開本：16開

齣版時間：2014-04-01

用紙：膠版紙

頁數：209

編輯推薦

★覆蓋瞭自動化專業教學指導委員會知識體係要求的內容；

★考慮到自動化專業培養模式的多樣性趨勢，本教材內容分11章，前8章和第11章可作為本科層次的教學內容、第9章和10章可作為學生深入學習或研究生階段的參考資料；

★精心編寫、重點特齣，具備係統性、完整性和實用性；

★所有的控製方法均從實際問題中引齣。注重從實際案例中提齣問題、分析問題，並給齣解決問題的方法，加深學生對各種方法的感性認識。

內容簡介

　　過程控製是指以溫度、壓力、流量、液位和成分等作為被控參數的自動控製，廣泛應用於石油、電力、化工、冶金、食品、節能、環保等國民經濟領域。
　　本書取材適當、深廣度適中，能適應大多數高等院校自動化專業的教學需求。每章開始給齣內容要點，便於學生學習時注意並把握關鍵知識點；每章結束給齣思考題和習題便於學生課後練習。全書強調理論聯係實際，采用瞭很多工業過程案例，便於學生學習與理解，直至應用。
　　全書分十一章。第1～8章介紹瞭生産過程的動態特性與建模方法、單迴路控製係統、串級控製、前饋控製、時滯過程控製、幾種特定要求的過程控製及多變量係統解耦控製；第9～10章分彆介紹預測控製及模型參數自適應時滯補償控製；第11章從工程的角度介紹瞭步進式鋼坯加熱爐控製係統。
　　本書可以作為高等院校自動化專業過程控製類課程的教材，亦可作為相關專業師生、研究生的教學參考用書，同時可為過程自動化工程技術人員提供參考。

目錄

齣版說明
前言
第1章 緒論
1.1過程控製技術的發展、現狀與趨勢
1.2過程工業與控製的特點
1.3過程控製係統的組成及其分類
1.4DCS、FCS與PLC
思考題與習題
第2章 生産過程的動態特性
2.1被控過程的動態特性
2.2過程數學模型及其建立方法
思考題與習題
第3章 單迴路控製係統
3.1過程控製係統的性能指標
3.2過程控製係統工程設計概述
3.3控製方案設計
3.4檢測、變送器選擇
3.5執行器的選擇
3.6調節器的選擇
3.7數字調節器的模擬化設計
3.8過程控製係統投運和調節器參數整定
3.9單迴路控製係統工程設計實例
思考題與習題
第4章 串級控製係統
4.1串級控製基本概念
4.2串級控製係統特點與分析
4.3串級控製係統的設計
4.4串級控製係統調節器參數的整定
4.5串級控製係統的工業應用
思考題與習題
第5章 前饋控製係統
5.1前饋控製的基本概念
5.2前饋控製係統的結構形式
5.3前饋控製的選用與穩定性
5.4前饋控製係統的工程整定
5.5前饋控製的工業應用
思考題與習題
第6章 大時滯過程控製係統
6.1大時滯過程概述
6.2常規控製方案
6.3預估補償控製方案
6.4采樣控製方案
6.5大時滯控製係統工業應用舉例
思考題與習題
第7章 特定要求的過程控製係統
7.1比值控製係統
7.2分程控製係統
7.3選擇性控製係統
思考題與習題
第8章 多變量解耦控製係統
8.1多變量解耦控製係統概述
8.2相對增益及其性質
8.3復雜過程控製通道的選擇
8.4耦閤過程調節器參數整定
8.5解耦設計
8.6解耦控製係統實現中的問題
思考題與習題
第9章 預測控製係統
9.1預測控製係統概述
9.2預測控製的基本原理
9.3預測控製方法的機理分析
9.4預測控製的幾個重要問題
思考題與習題
第10章 模型參數自適應時滯補償控製
10.1概述
10.2模型參數自適應時滯補償器
10.3基於Lyapunov穩定理論的模型參數自適應律
10.4基於Lyapunov穩定理論的增益自適應律
10.5典型參數自適應時滯補償器設計與仿真
10.6二階參數自適應時滯補償器設計與仿真
思考題與習題
第11章 步進式鋼坯加熱爐控製係統
11.1鋼坯加熱爐概述
11.2汽化冷卻係統控製
11.3燃燒過程控製
11.4加熱爐自動化係統
思考題與習題
參考文獻

前言/序言

《工業自動化與智能製造》 在現代工業飛速發展的浪潮中，自動化和智能化已成為提升生産效率、優化資源配置、增強市場競爭力的關鍵驅動力。本書《工業自動化與智能製造》深入探討瞭工業自動化技術的最新發展和智能製造的深刻變革，旨在為讀者構建一個全麵、係統的知識體係。 本書內容涵蓋瞭工業自動化領域的各個核心方麵。首先，我們將從基礎理論入手，詳細闡述自動化控製的基本原理，包括反饋控製、前饋控製、串級控製等經典控製策略，並介紹現代控製理論在工業應用中的最新進展，如模型預測控製（MPC）和自適應控製。讀者將理解如何通過精確的數學模型和先進的算法來實現對工業過程的精準調控。 在硬件層麵，本書將詳細介紹各類工業自動化硬件設備。包括各種傳感器（溫度、壓力、流量、液位、位置等）的工作原理、選型依據和應用場景；執行機構（電動閥門、氣動閥門、變頻器、伺服電機等）的特性、控製方式及其在不同工藝過程中的作用。此外，我們還將深入講解可編程邏輯控製器（PLC）、分布式控製係統（DCS）和現場可編程門陣列（FPGA）等核心控製器的架構、編程方法和係統集成技術，幫助讀者掌握構建和管理自動化係統的關鍵技能。 隨著信息技術的飛速發展，工業通信也變得日益重要。本書將詳細介紹各種工業通信協議，如Modbus、Profibus、Profinet、EtherNet/IP等，分析它們的特點、優勢以及在不同自動化係統中的應用。同時，我們將探討工業以太網、無綫通信技術（如Wi-Fi、5G）在工業現場的部署和應用，以及如何實現不同設備之間的高效、可靠通信。 進入智能製造時代，數據成為驅動創新的核心要素。本書將聚焦於工業大數據和人工智能在製造領域的應用。讀者將瞭解到如何采集、存儲、處理和分析海量的工業生産數據，如何利用數據挖掘、機器學習、深度學習等人工智能技術來優化生産過程、預測設備故障、提高産品質量。我們將介紹智能製造的關鍵技術，如物聯網（IoT）、雲計算、邊緣計算在工業中的應用，以及數字孿生（Digital Twin）的概念及其構建方法，幫助讀者理解如何構建一個高度互聯、數據驅動的智能工廠。 此外，本書還將探討機器人技術在工業自動化和智能製造中的角色。從工業機器人（如串聯機器人、並聯機器人）的基本結構、運動學和動力學，到機器人編程、路徑規劃和視覺識彆技術，再到協作機器人（Cobots）的發展趨勢及其在人機協同工作中的應用，都將得到詳細的闡述。 本書的另一重要組成部分是安全性和可靠性。我們將分析工業自動化係統麵臨的網絡安全威脅，介紹相應的防護措施和安全標準。同時，我們將探討係統冗餘設計、故障診斷和容錯控製等技術，以確保工業生産過程的安全穩定運行。 為瞭讓讀者更好地理解和應用所學知識，本書在每個章節都穿插瞭豐富的實際案例分析。這些案例涵蓋瞭石油化工、電力、冶金、汽車製造、食品飲料等多個行業，從典型的生産流程入手，分析自動化和智能化解決方案的設計思路、實施過程和取得的成效。這些案例旨在幫助讀者將理論知識與實際應用相結閤，培養解決實際工程問題的能力。 《工業自動化與智能製造》不僅是一本技術手冊，更是一本引領工業未來發展的指南。無論您是自動化領域的工程師、技術人員、管理者，還是對工業自動化和智能製造充滿興趣的學生和研究者，本書都將為您提供寶貴的知識和深刻的啓示，助力您在數字化、智能化的工業浪潮中乘風破浪。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對《過程控製係統》這本書的第一印象就是“厚重”。拿到手上，感覺沉甸甸的，預感其中蘊含著豐富的知識。果然，當我深入閱讀後，發現這本書的內容真的非常充實。作者在對傳統控製理論進行係統梳理的基礎上，還引入瞭許多現代控製技術。我尤其感興趣的是書中關於“魯棒控製”的部分，作者通過生動的例子，闡述瞭在存在模型不確定性和外部乾擾的情況下，如何設計齣能夠保持穩定性能的控製係統。這對於我們在實際生産中經常遇到的不確定因素，提供瞭非常有價值的解決方案。書中對“狀態空間方法”的講解也非常到位，它提供瞭一種不同於傳遞函數方法的更全麵的視角來分析和設計控製係統，尤其在處理多輸入多輸齣（MIMO）係統時，優勢更加明顯。作者還花瞭相當篇幅來討論“分布式控製係統”（DCS）和“可編程邏輯控製器”（PLC）的架構和應用，並且詳細對比瞭它們各自的特點和適用範圍。這對於我們這些需要對現場設備進行集成和管理的工程師來說，非常實用。書中還涉及瞭“數據采集與監控係統”（SCADA）的原理和設計，以及它在遠程監控和管理方麵的作用。我個人覺得，最令人耳目一新的是關於“智能控製”的章節，作者探討瞭如何將人工智能技術，如神經網絡和遺傳算法，融入到過程控製中，以實現更高級彆的優化和自適應。例如，通過神經網絡來建立非綫性模型的預測，或者利用遺傳算法來優化控製參數。這讓我看到瞭過程控製未來的發展方嚮。這本書的語言風格也比較獨特，既有科學的嚴謹，又不乏人文的關懷，讀起來不枯燥。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開《過程控製係統》這本書時，我並沒有期待它能給我帶來多少驚喜，畢竟控製理論的書籍市麵上並不少見，我手頭也已經有幾本。然而，這本書從一開始就展現齣瞭它與眾不同的魅力。作者在開篇就構建瞭一個宏大的工業控製圖景，將各種過程控製的子係統——從傳感、執行到決策——有機地串聯起來，讓我對整個係統的運行邏輯有瞭清晰的認識。我特彆喜歡書中對“模型”的討論，作者並沒有僅僅停留於數學模型的概念，而是深入探討瞭不同模型（如物理模型、數據驅動模型）在過程控製中的適用性，以及如何根據實際需求選擇閤適的模型。這一點對於很多初學者來說，無疑是一大福音。書中對“安全性”的強調也讓我印象深刻，它不僅僅是關注過程的穩定性和效率，更將安全作為控製係統設計的核心要素來闡述。例如，在介紹安全儀錶係統（SIS）時，作者詳細講解瞭它的分層保護概念，以及如何通過 SIL（Safety Integrity Level）評估來確保控製係統的安全可靠性。這在化工、製藥等高風險行業中尤為重要。我還注意到，書中對“人機交互”的討論也相當充分，它並沒有忽視操作員在控製係統中的角色，而是探討瞭如何設計直觀易懂的人機界麵，以及如何通過有效的培訓來提升操作員的整體素質，從而減少人為失誤。作者在講解復雜算法時，也善於運用類比和圖示，使得原本抽象的概念變得生動形象。例如，在解釋“自適應控製”時，他用瞭一個“司機根據路況不斷調整油門和刹車”的比喻，讓我瞬間就明白瞭其核心思想。總而言之，這本書在理論深度和實踐指導之間找到瞭一個完美的平衡點，它既有學術上的嚴謹性，又不失工程上的可操作性。

評分☆☆☆☆☆

我最近讀完的《過程控製係統》這本書，給我留下瞭深刻的印象，尤其是在“動態性能”的優化方麵。作者在書中詳細講解瞭如何通過調整控製器參數，改善係統的動態響應，減少超調量，縮短調節時間。我特彆贊賞書中對“滯後環節”和“積分環節”的深入分析，並提供瞭多種處理這些環節的控製策略。這對於我們在實際生産中經常遇到的具有復雜動態特性的係統，非常有幫助。書中還對“魯棒性”的控製進行瞭詳細的闡述，它解釋瞭如何在存在不確定性和乾擾的情況下，設計齣能夠保持穩定性和高性能的控製器。我注意到，書中還引入瞭“自適應控製”的概念，並詳細講解瞭其工作原理和應用場景。例如，當過程參數發生變化時，自適應控製器能夠自動調整自身參數，以維持最優的控製性能。此外，書中還涉及瞭“最優控製”理論，它介紹瞭如何根據預設的性能指標，找到最優的控製律，以實現最佳的控製效果。我個人覺得，書中對“模糊邏輯控製”的講解也非常生動，它通過一些生活化的例子，解釋瞭模糊邏輯如何處理那些難以用精確數學模型描述的係統。總而言之，這本書在理論深度和實踐指導之間找到瞭一個完美的平衡點，它既有學術上的嚴謹性，又不失工程上的可操作性，讀起來受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

《過程控製係統》這本書，給我最直觀的感受就是其“綜閤性”。它不僅僅關注單一的控製環節，而是將整個過程控製係統進行瞭一個全方位的梳理。作者在書中花瞭大量篇幅來講解“傳感器與執行器的選型與集成”，並詳細討論瞭不同類型設備在不同工況下的優缺點。我尤其欣賞書中對“信號處理”的講解，它解釋瞭如何對原始的傳感器信號進行濾波、放大、 A/D 轉換等處理，以獲得高質量的控製輸入。這對於我們構建穩定可靠的控製係統至關重要。書中還對“通信網絡”在過程控製中的應用進行瞭詳細的介紹，包括現場總綫技術、工業以太網等，並分析瞭它們在數據傳輸、係統集成方麵的作用。我注意到，書中還涉及瞭“安全聯鎖”的設計原則和應用，它強調瞭在關鍵環節設置安全聯鎖，以防止危險的發生。例如，當某個參數超齣安全範圍時，自動觸發緊急停機。此外，書中還探討瞭“過程可視化”的理念和實踐，它指齣瞭如何通過直觀的圖形界麵，幫助操作員實時監控生産過程，及時發現和處理問題。我還特彆喜歡書中對“供應鏈集成”的思考，它將過程控製係統與整個生産和銷售鏈條聯係起來，以實現更全局的優化。這本書就像一本“過程控製的百科全書”，內容非常豐富，麵麵俱到。

評分☆☆☆☆☆

《過程控製係統》這本書，給我最大的啓發在於它對“係統辨識與建模”的重視。作者在書中詳細闡述瞭多種辨識方法，從時域到頻域，從模型結構的選擇到參數的估計。我尤其贊賞書中對“卡爾曼濾波”的講解，它提供瞭一種在存在測量噪聲的情況下，獲得最優狀態估計的有效方法。這對於我們處理不精確的測量數據，構建精確的模型至關重要。書中還對“模型預測控製”（MPC）的原理和應用進行瞭深入的介紹，並詳細討論瞭MPC在多變量、強耦閤係統中的優勢。我注意到，書中還涉及瞭“數據挖掘”在過程控製中的應用，它介紹瞭如何從大量的生産數據中提取有用的信息，並用於改進模型和控製策略。例如，利用聚類分析來識彆不同的運行模式，或者利用關聯規則挖掘來發現潛在的關聯關係。此外，書中還探討瞭“仿真與驗證”的重要性，它強調瞭在實際應用之前，必須對控製係統進行充分的仿真和測試，以確保其性能和可靠性。我還特彆喜歡書中對“逆模型控製”的討論，它指齣如何利用被控對象的逆模型來實現更精確的控製。這本書為我提供瞭一個係統性的框架，來理解和應用各種模型辨識和控製技術。

評分☆☆☆☆☆

這本《過程控製係統》簡直是一場關於工業自動化脈搏的深度探索！作為一名在石化行業摸爬滾打瞭十多年的工程師，我一直都在尋找一本能夠真正將理論與實踐無縫對接，並且能讓我眼前一亮的書籍。這本書，說實話，它做到瞭！它沒有泛泛而談那些晦澀難懂的數學模型，而是將復雜的控製理論拆解得如同剝洋蔥一般，一層一層地展現在讀者麵前。尤其是關於PID控製算法的章節，作者用一種近乎於“手把手教學”的方式，詳細講解瞭P、I、D參數的意義、整定方法，以及它們在實際生産中的應用場景。我記得我曾經在處理一個反應釜溫度控製問題時，耗費瞭大量精力在PID參數的調整上，走瞭不少彎路。如果當時有這本書，我相信我可以事半功倍。書中對不同類型的傳感器和執行器的介紹也非常到位，從它們的工作原理到選型指南，再到它們在特定工況下的優缺點分析，都寫得極為細緻。我尤其欣賞作者在講解過程中穿插的那些真實案例，每一個案例都經過精心的挑選，能夠恰當地說明某個控製策略的優勢或局限性。例如，在關於模糊控製的章節，作者並沒有停留在理論層麵，而是通過一個精細化工的分離過程來演示模糊邏輯如何在這種復雜、非綫性的係統中發揮作用，這比單純的公式推導要直觀得多。此外，書中還涉及瞭現代控製理論的一些前沿內容，比如模型預測控製（MPC），並將其與傳統PID控製進行瞭對比分析，清晰地指齣瞭MPC在處理多變量、強耦閤係統時的強大之處。我個人覺得，這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，能夠引導我們這些行業內的實踐者，不斷提升自己的技術視野和解決實際問題的能力。它為我打開瞭一個全新的視角，讓我對工業過程的優化和自動化有瞭更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

《過程控製係統》這本書，給我最大的感受就是其“全局觀”。它不僅僅是講解某個具體的控製算法，而是將整個過程控製係統置於一個更大的生産流程中來審視。作者在書中反復強調“係統整體優化”的重要性，並提供瞭多種實現這一目標的途徑。我特彆欣賞書中對“反饋”和“前饋”控製策略的深入分析，並詳細解釋瞭它們如何相互配閤，以達到更優的控製效果。例如，在處理存在延遲或外部乾擾的係統時，如何有效地利用前饋控製來提前補償。書中對“模型辨識”的講解也相當全麵，它涉及瞭多種辨識方法，從離綫辨識到在綫辨識，並且詳細討論瞭各種方法的優缺點和適用條件。這一點對於我們這些需要根據實際數據來建立或更新模型的情況非常重要。書中對“性能指標”的論述也十分專業，它不僅列舉瞭常用的性能指標（如超調量、調節時間），還詳細解釋瞭不同指標在不同應用場景下的意義和權衡。我注意到，書中對“控製器離散化”的講解也非常細緻，它解釋瞭如何將連續時間控製器轉換為離散時間控製器，以及在轉換過程中可能遇到的問題和解決方案。這對於我們使用數字控製器來實現控製功能至關重要。此外，書中還探討瞭“網絡化控製係統”（NCS）的特點和挑戰，例如通信延遲、丟包等問題，以及如何應對這些挑戰。這本書的結構安排也十分閤理，邏輯清晰，循序漸進，即使是初學者也能在作者的引導下逐步掌握復雜的概念。

評分☆☆☆☆☆

《過程控製係統》這本書，給我最大的驚喜是它在“係統工程”視角下的思考。作者不僅僅是關注單個控製器或傳感器，而是將整個過程控製係統視為一個相互關聯的整體。我非常欣賞書中對“層次化控製”的闡述，它清晰地展示瞭如何從底層的傳感器和執行器，到中層的順序控製和迴路控製，再到頂層的優化控製和生産調度，各個層級如何協同工作，共同實現生産目標。書中對“模型預測控製”（MPC）的講解，尤其讓我眼前一亮。作者用一種非常直觀的方式，解釋瞭MPC如何在每個控製周期內，根據預測的模型，計算齣一係列最優的控製輸入，以達到預期的目標。這對於處理多變量、強耦閤的復雜係統，具有顛覆性的意義。我注意到，書中還深入探討瞭“過程建模”的多種方法，從機理建模到數據驅動建模，並詳細比較瞭它們各自的優缺點和適用場景。這對於我們根據實際情況選擇閤適的建模方法提供瞭重要的指導。此外，書中還涉及瞭“安全性與可靠性工程”的內容，它強調瞭在控製係統設計中，必須充分考慮潛在的風險，並采取有效的措施來預防和應對。例如，冗餘設計、故障檢測與隔離技術等。我還特彆喜歡書中對“人機協作”的討論，它指齣瞭在自動化程度越來越高的今天，操作員的經驗和判斷仍然是不可或缺的，如何有效地將自動化係統與人工智慧相結閤，是未來發展的方嚮。這本書的結構設計也相當精巧，條理清晰，邏輯嚴謹，讀起來非常有收獲。

評分☆☆☆☆☆

這本書《過程控製係統》給我帶來的最直接的價值，在於它對“實際應用”的聚焦。作者並沒有僅僅停留在理論推導，而是將大量的篇幅用於講解控製策略在實際工業場景中的落地。我尤其贊賞書中對“傳感器融閤”的講解，它詳細闡述瞭如何結閤來自不同傳感器的數據，以提高測量的準確性和可靠性，這在許多復雜係統中都非常關鍵。書中對“參數整定”的各種方法進行瞭詳細的對比和分析，從傳統的經驗方法到現代的優化算法，作者都給齣瞭清晰的說明和實際案例。我記得我曾經為某個復雜裝置的參數整定而頭疼不已，這本書為我提供瞭不少啓發性的思路。書中還對“控製器失效”及其應對策略進行瞭深入探討，包括如何設計容錯控製係統，以及在發生故障時如何進行安全停機。這一點對於確保生産的連續性和安全性至關重要。我注意到，書中還涉及瞭“過程故障診斷”的內容，它介紹瞭如何通過分析過程數據來識彆和定位故障，從而減少不必要的停機時間。例如，利用一些統計方法或機器學習技術來檢測異常模式。此外，書中還探討瞭“高級過程控製”（APC）的理念和實踐，包括如何利用更復雜的模型和算法來實現生産過程的深度優化，從而提高收率、降低能耗。這本書就像一位經驗豐富的項目經理，帶領我們一步步構建和優化一個完整的控製係統，非常實用。

評分☆☆☆☆☆

我從《過程控製係統》這本書中，學到瞭很多關於“非綫性控製”的知識。作者在書中詳細介紹瞭多種處理非綫性係統的控製方法，包括降秩控製、反饋綫性化等。我特彆贊賞書中對“滑模控製”的講解，它提供瞭一種在存在模型不確定性和外部乾擾的情況下，設計齣魯棒性強的控製器的有效途徑。這對於我們在實際生産中經常遇到的非綫性、強耦閤係統，非常有參考價值。書中還對“自適應非綫性控製”進行瞭深入的探討，它解釋瞭如何設計能夠根據係統動態變化而不斷調整自身的控製器。我注意到，書中還引入瞭“模糊自適應控製”的概念，並詳細講解瞭其工作原理和應用場景。例如，當被控對象發生變化時，模糊控製器能夠自動調整模糊規則和隸屬度函數，以維持最優的控製性能。此外，書中還涉及瞭“神經網絡控製”的理論，它介紹瞭如何利用神經網絡來逼近復雜的非綫性模型，並在此基礎上設計控製器。我還特彆喜歡書中對“多模型控製”的討論，它指齣瞭如何針對不同的運行工況，設計多個控製器，然後根據實際情況進行切換。這本書為我打開瞭認識和處理非綫性係統的新視角，非常有啓發性。

評分☆☆☆☆☆

不錯的啊啊啊啊啊啊啊啊

評分☆☆☆☆☆

不錯還，講的非常詳細。

評分☆☆☆☆☆

都學完瞭纔來評價

評分☆☆☆☆☆

好評，書挺不錯，寫的很詳細

評分☆☆☆☆☆

過程控製係統

評分☆☆☆☆☆

不錯。內容好，質量好

評分☆☆☆☆☆

不錯還，講的非常詳細。

評分☆☆☆☆☆

不錯。內容好，質量好

評分☆☆☆☆☆

強烈推薦，非常不錯的！