过程控制系统

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鲁照权 编
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111454557
版次:1
商品编码:11452690
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 21世纪高等院校电气信息类系列教材
开本:16开
出版时间:2014-04-01
用纸:胶版纸
页数:209

具体描述

编辑推荐

★覆盖了自动化专业教学指导委员会知识体系要求的内容;


★考虑到自动化专业培养模式的多样性趋势,本教材内容分11章,前8章和第11章可作为本科层次的教学内容、第9章和10章可作为学生深入学习或研究生阶段的参考资料;


★精心编写、重点特出,具备系统性、完整性和实用性;


★所有的控制方法均从实际问题中引出。注重从实际案例中提出问题、分析问题,并给出解决问题的方法,加深学生对各种方法的感性认识。


内容简介

  过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等作为被控参数的自动控制,广泛应用于石油、电力、化工、冶金、食品、节能、环保等国民经济领域。
  本书取材适当、深广度适中,能适应大多数高等院校自动化专业的教学需求。每章开始给出内容要点,便于学生学习时注意并把握关键知识点;每章结束给出思考题和习题便于学生课后练习。全书强调理论联系实际,采用了很多工业过程案例,便于学生学习与理解,直至应用。
  全书分十一章。第1~8章介绍了生产过程的动态特性与建模方法、单回路控制系统、串级控制、前馈控制、时滞过程控制、几种特定要求的过程控制及多变量系统解耦控制;第9~10章分别介绍预测控制及模型参数自适应时滞补偿控制;第11章从工程的角度介绍了步进式钢坯加热炉控制系统。
  本书可以作为高等院校自动化专业过程控制类课程的教材,亦可作为相关专业师生、研究生的教学参考用书,同时可为过程自动化工程技术人员提供参考。

目录

出版说明
前言
第1章 绪论
1.1过程控制技术的发展、现状与趋势
1.2过程工业与控制的特点
1.3过程控制系统的组成及其分类
1.4DCS、FCS与PLC
思考题与习题
第2章 生产过程的动态特性
2.1被控过程的动态特性
2.2过程数学模型及其建立方法
思考题与习题
第3章 单回路控制系统
3.1过程控制系统的性能指标
3.2过程控制系统工程设计概述
3.3控制方案设计
3.4检测、变送器选择
3.5执行器的选择
3.6调节器的选择
3.7数字调节器的模拟化设计
3.8过程控制系统投运和调节器参数整定
3.9单回路控制系统工程设计实例
思考题与习题
第4章 串级控制系统
4.1串级控制基本概念
4.2串级控制系统特点与分析
4.3串级控制系统的设计
4.4串级控制系统调节器参数的整定
4.5串级控制系统的工业应用
思考题与习题
第5章 前馈控制系统
5.1前馈控制的基本概念
5.2前馈控制系统的结构形式
5.3前馈控制的选用与稳定性
5.4前馈控制系统的工程整定
5.5前馈控制的工业应用
思考题与习题
第6章 大时滞过程控制系统
6.1大时滞过程概述
6.2常规控制方案
6.3预估补偿控制方案
6.4采样控制方案
6.5大时滞控制系统工业应用举例
思考题与习题
第7章 特定要求的过程控制系统
7.1比值控制系统
7.2分程控制系统
7.3选择性控制系统
思考题与习题
第8章 多变量解耦控制系统
8.1多变量解耦控制系统概述
8.2相对增益及其性质
8.3复杂过程控制通道的选择
8.4耦合过程调节器参数整定
8.5解耦设计
8.6解耦控制系统实现中的问题
思考题与习题
第9章 预测控制系统
9.1预测控制系统概述
9.2预测控制的基本原理
9.3预测控制方法的机理分析
9.4预测控制的几个重要问题
思考题与习题
第10章 模型参数自适应时滞补偿控制
10.1概述
10.2模型参数自适应时滞补偿器
10.3基于Lyapunov稳定理论的模型参数自适应律
10.4基于Lyapunov稳定理论的增益自适应律
10.5典型参数自适应时滞补偿器设计与仿真
10.6二阶参数自适应时滞补偿器设计与仿真
思考题与习题
第11章 步进式钢坯加热炉控制系统
11.1钢坯加热炉概述
11.2汽化冷却系统控制
11.3燃烧过程控制
11.4加热炉自动化系统
思考题与习题
参考文献

前言/序言


《工业自动化与智能制造》 在现代工业飞速发展的浪潮中,自动化和智能化已成为提升生产效率、优化资源配置、增强市场竞争力的关键驱动力。本书《工业自动化与智能制造》深入探讨了工业自动化技术的最新发展和智能制造的深刻变革,旨在为读者构建一个全面、系统的知识体系。 本书内容涵盖了工业自动化领域的各个核心方面。首先,我们将从基础理论入手,详细阐述自动化控制的基本原理,包括反馈控制、前馈控制、串级控制等经典控制策略,并介绍现代控制理论在工业应用中的最新进展,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。读者将理解如何通过精确的数学模型和先进的算法来实现对工业过程的精准调控。 在硬件层面,本书将详细介绍各类工业自动化硬件设备。包括各种传感器(温度、压力、流量、液位、位置等)的工作原理、选型依据和应用场景;执行机构(电动阀门、气动阀门、变频器、伺服电机等)的特性、控制方式及其在不同工艺过程中的作用。此外,我们还将深入讲解可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)和现场可编程门阵列(FPGA)等核心控制器的架构、编程方法和系统集成技术,帮助读者掌握构建和管理自动化系统的关键技能。 随着信息技术的飞速发展,工业通信也变得日益重要。本书将详细介绍各种工业通信协议,如Modbus、Profibus、Profinet、EtherNet/IP等,分析它们的特点、优势以及在不同自动化系统中的应用。同时,我们将探讨工业以太网、无线通信技术(如Wi-Fi、5G)在工业现场的部署和应用,以及如何实现不同设备之间的高效、可靠通信。 进入智能制造时代,数据成为驱动创新的核心要素。本书将聚焦于工业大数据和人工智能在制造领域的应用。读者将了解到如何采集、存储、处理和分析海量的工业生产数据,如何利用数据挖掘、机器学习、深度学习等人工智能技术来优化生产过程、预测设备故障、提高产品质量。我们将介绍智能制造的关键技术,如物联网(IoT)、云计算、边缘计算在工业中的应用,以及数字孪生(Digital Twin)的概念及其构建方法,帮助读者理解如何构建一个高度互联、数据驱动的智能工厂。 此外,本书还将探讨机器人技术在工业自动化和智能制造中的角色。从工业机器人(如串联机器人、并联机器人)的基本结构、运动学和动力学,到机器人编程、路径规划和视觉识别技术,再到协作机器人(Cobots)的发展趋势及其在人机协同工作中的应用,都将得到详细的阐述。 本书的另一重要组成部分是安全性和可靠性。我们将分析工业自动化系统面临的网络安全威胁,介绍相应的防护措施和安全标准。同时,我们将探讨系统冗余设计、故障诊断和容错控制等技术,以确保工业生产过程的安全稳定运行。 为了让读者更好地理解和应用所学知识,本书在每个章节都穿插了丰富的实际案例分析。这些案例涵盖了石油化工、电力、冶金、汽车制造、食品饮料等多个行业,从典型的生产流程入手,分析自动化和智能化解决方案的设计思路、实施过程和取得的成效。这些案例旨在帮助读者将理论知识与实际应用相结合,培养解决实际工程问题的能力。 《工业自动化与智能制造》不仅是一本技术手册,更是一本引领工业未来发展的指南。无论您是自动化领域的工程师、技术人员、管理者,还是对工业自动化和智能制造充满兴趣的学生和研究者,本书都将为您提供宝贵的知识和深刻的启示,助力您在数字化、智能化的工业浪潮中乘风破浪。

用户评价

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《过程控制系统》这本书,给我最直观的感受就是其“综合性”。它不仅仅关注单一的控制环节,而是将整个过程控制系统进行了一个全方位的梳理。作者在书中花了大量篇幅来讲解“传感器与执行器的选型与集成”,并详细讨论了不同类型设备在不同工况下的优缺点。我尤其欣赏书中对“信号处理”的讲解,它解释了如何对原始的传感器信号进行滤波、放大、 A/D 转换等处理,以获得高质量的控制输入。这对于我们构建稳定可靠的控制系统至关重要。书中还对“通信网络”在过程控制中的应用进行了详细的介绍,包括现场总线技术、工业以太网等,并分析了它们在数据传输、系统集成方面的作用。我注意到,书中还涉及了“安全联锁”的设计原则和应用,它强调了在关键环节设置安全联锁,以防止危险的发生。例如,当某个参数超出安全范围时,自动触发紧急停机。此外,书中还探讨了“过程可视化”的理念和实践,它指出了如何通过直观的图形界面,帮助操作员实时监控生产过程,及时发现和处理问题。我还特别喜欢书中对“供应链集成”的思考,它将过程控制系统与整个生产和销售链条联系起来,以实现更全局的优化。这本书就像一本“过程控制的百科全书”,内容非常丰富,面面俱到。

评分

《过程控制系统》这本书,给我最大的惊喜是它在“系统工程”视角下的思考。作者不仅仅是关注单个控制器或传感器,而是将整个过程控制系统视为一个相互关联的整体。我非常欣赏书中对“层次化控制”的阐述,它清晰地展示了如何从底层的传感器和执行器,到中层的顺序控制和回路控制,再到顶层的优化控制和生产调度,各个层级如何协同工作,共同实现生产目标。书中对“模型预测控制”(MPC)的讲解,尤其让我眼前一亮。作者用一种非常直观的方式,解释了MPC如何在每个控制周期内,根据预测的模型,计算出一系列最优的控制输入,以达到预期的目标。这对于处理多变量、强耦合的复杂系统,具有颠覆性的意义。我注意到,书中还深入探讨了“过程建模”的多种方法,从机理建模到数据驱动建模,并详细比较了它们各自的优缺点和适用场景。这对于我们根据实际情况选择合适的建模方法提供了重要的指导。此外,书中还涉及了“安全性与可靠性工程”的内容,它强调了在控制系统设计中,必须充分考虑潜在的风险,并采取有效的措施来预防和应对。例如,冗余设计、故障检测与隔离技术等。我还特别喜欢书中对“人机协作”的讨论,它指出了在自动化程度越来越高的今天,操作员的经验和判断仍然是不可或缺的,如何有效地将自动化系统与人工智慧相结合,是未来发展的方向。这本书的结构设计也相当精巧,条理清晰,逻辑严谨,读起来非常有收获。

评分

我最近读完的《过程控制系统》这本书,给我留下了深刻的印象,尤其是在“动态性能”的优化方面。作者在书中详细讲解了如何通过调整控制器参数,改善系统的动态响应,减少超调量,缩短调节时间。我特别赞赏书中对“滞后环节”和“积分环节”的深入分析,并提供了多种处理这些环节的控制策略。这对于我们在实际生产中经常遇到的具有复杂动态特性的系统,非常有帮助。书中还对“鲁棒性”的控制进行了详细的阐述,它解释了如何在存在不确定性和干扰的情况下,设计出能够保持稳定性和高性能的控制器。我注意到,书中还引入了“自适应控制”的概念,并详细讲解了其工作原理和应用场景。例如,当过程参数发生变化时,自适应控制器能够自动调整自身参数,以维持最优的控制性能。此外,书中还涉及了“最优控制”理论,它介绍了如何根据预设的性能指标,找到最优的控制律,以实现最佳的控制效果。我个人觉得,书中对“模糊逻辑控制”的讲解也非常生动,它通过一些生活化的例子,解释了模糊逻辑如何处理那些难以用精确数学模型描述的系统。总而言之,这本书在理论深度和实践指导之间找到了一个完美的平衡点,它既有学术上的严谨性,又不失工程上的可操作性,读起来受益匪浅。

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我从《过程控制系统》这本书中,学到了很多关于“非线性控制”的知识。作者在书中详细介绍了多种处理非线性系统的控制方法,包括降秩控制、反馈线性化等。我特别赞赏书中对“滑模控制”的讲解,它提供了一种在存在模型不确定性和外部干扰的情况下,设计出鲁棒性强的控制器的有效途径。这对于我们在实际生产中经常遇到的非线性、强耦合系统,非常有参考价值。书中还对“自适应非线性控制”进行了深入的探讨,它解释了如何设计能够根据系统动态变化而不断调整自身的控制器。我注意到,书中还引入了“模糊自适应控制”的概念,并详细讲解了其工作原理和应用场景。例如,当被控对象发生变化时,模糊控制器能够自动调整模糊规则和隶属度函数,以维持最优的控制性能。此外,书中还涉及了“神经网络控制”的理论,它介绍了如何利用神经网络来逼近复杂的非线性模型,并在此基础上设计控制器。我还特别喜欢书中对“多模型控制”的讨论,它指出了如何针对不同的运行工况,设计多个控制器,然后根据实际情况进行切换。这本书为我打开了认识和处理非线性系统的新视角,非常有启发性。

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说实话,我对《过程控制系统》这本书的第一印象就是“厚重”。拿到手上,感觉沉甸甸的,预感其中蕴含着丰富的知识。果然,当我深入阅读后,发现这本书的内容真的非常充实。作者在对传统控制理论进行系统梳理的基础上,还引入了许多现代控制技术。我尤其感兴趣的是书中关于“鲁棒控制”的部分,作者通过生动的例子,阐述了在存在模型不确定性和外部干扰的情况下,如何设计出能够保持稳定性能的控制系统。这对于我们在实际生产中经常遇到的不确定因素,提供了非常有价值的解决方案。书中对“状态空间方法”的讲解也非常到位,它提供了一种不同于传递函数方法的更全面的视角来分析和设计控制系统,尤其在处理多输入多输出(MIMO)系统时,优势更加明显。作者还花了相当篇幅来讨论“分布式控制系统”(DCS)和“可编程逻辑控制器”(PLC)的架构和应用,并且详细对比了它们各自的特点和适用范围。这对于我们这些需要对现场设备进行集成和管理的工程师来说,非常实用。书中还涉及了“数据采集与监控系统”(SCADA)的原理和设计,以及它在远程监控和管理方面的作用。我个人觉得,最令人耳目一新的是关于“智能控制”的章节,作者探讨了如何将人工智能技术,如神经网络和遗传算法,融入到过程控制中,以实现更高级别的优化和自适应。例如,通过神经网络来建立非线性模型的预测,或者利用遗传算法来优化控制参数。这让我看到了过程控制未来的发展方向。这本书的语言风格也比较独特,既有科学的严谨,又不乏人文的关怀,读起来不枯燥。

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《过程控制系统》这本书,给我最大的启发在于它对“系统辨识与建模”的重视。作者在书中详细阐述了多种辨识方法,从时域到频域,从模型结构的选择到参数的估计。我尤其赞赏书中对“卡尔曼滤波”的讲解,它提供了一种在存在测量噪声的情况下,获得最优状态估计的有效方法。这对于我们处理不精确的测量数据,构建精确的模型至关重要。书中还对“模型预测控制”(MPC)的原理和应用进行了深入的介绍,并详细讨论了MPC在多变量、强耦合系统中的优势。我注意到,书中还涉及了“数据挖掘”在过程控制中的应用,它介绍了如何从大量的生产数据中提取有用的信息,并用于改进模型和控制策略。例如,利用聚类分析来识别不同的运行模式,或者利用关联规则挖掘来发现潜在的关联关系。此外,书中还探讨了“仿真与验证”的重要性,它强调了在实际应用之前,必须对控制系统进行充分的仿真和测试,以确保其性能和可靠性。我还特别喜欢书中对“逆模型控制”的讨论,它指出如何利用被控对象的逆模型来实现更精确的控制。这本书为我提供了一个系统性的框架,来理解和应用各种模型辨识和控制技术。

评分

《过程控制系统》这本书,给我最大的感受就是其“全局观”。它不仅仅是讲解某个具体的控制算法,而是将整个过程控制系统置于一个更大的生产流程中来审视。作者在书中反复强调“系统整体优化”的重要性,并提供了多种实现这一目标的途径。我特别欣赏书中对“反馈”和“前馈”控制策略的深入分析,并详细解释了它们如何相互配合,以达到更优的控制效果。例如,在处理存在延迟或外部干扰的系统时,如何有效地利用前馈控制来提前补偿。书中对“模型辨识”的讲解也相当全面,它涉及了多种辨识方法,从离线辨识到在线辨识,并且详细讨论了各种方法的优缺点和适用条件。这一点对于我们这些需要根据实际数据来建立或更新模型的情况非常重要。书中对“性能指标”的论述也十分专业,它不仅列举了常用的性能指标(如超调量、调节时间),还详细解释了不同指标在不同应用场景下的意义和权衡。我注意到,书中对“控制器离散化”的讲解也非常细致,它解释了如何将连续时间控制器转换为离散时间控制器,以及在转换过程中可能遇到的问题和解决方案。这对于我们使用数字控制器来实现控制功能至关重要。此外,书中还探讨了“网络化控制系统”(NCS)的特点和挑战,例如通信延迟、丢包等问题,以及如何应对这些挑战。这本书的结构安排也十分合理,逻辑清晰,循序渐进,即使是初学者也能在作者的引导下逐步掌握复杂的概念。

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当我翻开《过程控制系统》这本书时,我并没有期待它能给我带来多少惊喜,毕竟控制理论的书籍市面上并不少见,我手头也已经有几本。然而,这本书从一开始就展现出了它与众不同的魅力。作者在开篇就构建了一个宏大的工业控制图景,将各种过程控制的子系统——从传感、执行到决策——有机地串联起来,让我对整个系统的运行逻辑有了清晰的认识。我特别喜欢书中对“模型”的讨论,作者并没有仅仅停留于数学模型的概念,而是深入探讨了不同模型(如物理模型、数据驱动模型)在过程控制中的适用性,以及如何根据实际需求选择合适的模型。这一点对于很多初学者来说,无疑是一大福音。书中对“安全性”的强调也让我印象深刻,它不仅仅是关注过程的稳定性和效率,更将安全作为控制系统设计的核心要素来阐述。例如,在介绍安全仪表系统(SIS)时,作者详细讲解了它的分层保护概念,以及如何通过 SIL(Safety Integrity Level)评估来确保控制系统的安全可靠性。这在化工、制药等高风险行业中尤为重要。我还注意到,书中对“人机交互”的讨论也相当充分,它并没有忽视操作员在控制系统中的角色,而是探讨了如何设计直观易懂的人机界面,以及如何通过有效的培训来提升操作员的整体素质,从而减少人为失误。作者在讲解复杂算法时,也善于运用类比和图示,使得原本抽象的概念变得生动形象。例如,在解释“自适应控制”时,他用了一个“司机根据路况不断调整油门和刹车”的比喻,让我瞬间就明白了其核心思想。总而言之,这本书在理论深度和实践指导之间找到了一个完美的平衡点,它既有学术上的严谨性,又不失工程上的可操作性。

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这本书《过程控制系统》给我带来的最直接的价值,在于它对“实际应用”的聚焦。作者并没有仅仅停留在理论推导,而是将大量的篇幅用于讲解控制策略在实际工业场景中的落地。我尤其赞赏书中对“传感器融合”的讲解,它详细阐述了如何结合来自不同传感器的数据,以提高测量的准确性和可靠性,这在许多复杂系统中都非常关键。书中对“参数整定”的各种方法进行了详细的对比和分析,从传统的经验方法到现代的优化算法,作者都给出了清晰的说明和实际案例。我记得我曾经为某个复杂装置的参数整定而头疼不已,这本书为我提供了不少启发性的思路。书中还对“控制器失效”及其应对策略进行了深入探讨,包括如何设计容错控制系统,以及在发生故障时如何进行安全停机。这一点对于确保生产的连续性和安全性至关重要。我注意到,书中还涉及了“过程故障诊断”的内容,它介绍了如何通过分析过程数据来识别和定位故障,从而减少不必要的停机时间。例如,利用一些统计方法或机器学习技术来检测异常模式。此外,书中还探讨了“高级过程控制”(APC)的理念和实践,包括如何利用更复杂的模型和算法来实现生产过程的深度优化,从而提高收率、降低能耗。这本书就像一位经验丰富的项目经理,带领我们一步步构建和优化一个完整的控制系统,非常实用。

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这本《过程控制系统》简直是一场关于工业自动化脉搏的深度探索!作为一名在石化行业摸爬滚打了十多年的工程师,我一直都在寻找一本能够真正将理论与实践无缝对接,并且能让我眼前一亮的书籍。这本书,说实话,它做到了!它没有泛泛而谈那些晦涩难懂的数学模型,而是将复杂的控制理论拆解得如同剥洋葱一般,一层一层地展现在读者面前。尤其是关于PID控制算法的章节,作者用一种近乎于“手把手教学”的方式,详细讲解了P、I、D参数的意义、整定方法,以及它们在实际生产中的应用场景。我记得我曾经在处理一个反应釜温度控制问题时,耗费了大量精力在PID参数的调整上,走了不少弯路。如果当时有这本书,我相信我可以事半功倍。书中对不同类型的传感器和执行器的介绍也非常到位,从它们的工作原理到选型指南,再到它们在特定工况下的优缺点分析,都写得极为细致。我尤其欣赏作者在讲解过程中穿插的那些真实案例,每一个案例都经过精心的挑选,能够恰当地说明某个控制策略的优势或局限性。例如,在关于模糊控制的章节,作者并没有停留在理论层面,而是通过一个精细化工的分离过程来演示模糊逻辑如何在这种复杂、非线性的系统中发挥作用,这比单纯的公式推导要直观得多。此外,书中还涉及了现代控制理论的一些前沿内容,比如模型预测控制(MPC),并将其与传统PID控制进行了对比分析,清晰地指出了MPC在处理多变量、强耦合系统时的强大之处。我个人觉得,这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,能够引导我们这些行业内的实践者,不断提升自己的技术视野和解决实际问题的能力。它为我打开了一个全新的视角,让我对工业过程的优化和自动化有了更深刻的理解。

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不错还,讲的非常详细。

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不错的啊啊啊啊啊啊啊啊

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强烈推荐,非常不错的!

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可以可以哦(´-ω-`)还在看 不错不错就是找这个

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不错,很好,很实惠。值得买。~好

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过程控制系统

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正版图书,可惜没看到优惠

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书还没看,但是翻了一下,质量不错,是正版,至于其中有没有问题,后面再评论

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