1自动控制系统概述11.1自动控制系统的组成11.2自动控制系统的分类21.2.1定值控制系统 21.2.2随动控制系统31.2.3程序控制系统31.3自动控制系统的过渡过程和品质指标31.3.1系统的稳态和动态31.3.2系统的过渡过程31.3.3描述系统过渡过程的品质指标41.4传递函数和方块图61.4.1问题的引入61.4.2拉普拉斯变换71.4.3传递函数91.4.4方块图91.5管道及仪表流程图131.5.1图形符号141.5.2字母代号151.5.3仪表位号16思考题与习题162控制系统基本组成环节特性分析182.1被控对象特性及其对过渡过程的影响182.1.1被控对象的数学描述方法182.1.2对象数学模型的建立方法192.1.3对象机理数学模型的建立192.1.4描述对象特性的参数及其对过渡过程的影响232.1.5被控对象特性参数的实验测定方法262.2测量、变送环节特性及其对过渡过程的影响272.2.1测量元件282.2.2变送器292.3执行器特性及其对过渡过程的影响292.4控制规律及其对过渡过程的影响312.4.1双位控制312.4.2比例控制（P）332.4.3比例积分控制（PI）362.4.4比例微分控制（PD）382.4.5比例积分微分控制（PID）40思考题与习题413过程参数的检测433.1概述433.1.1检测过程与测量误差433.1.2过程参数的一般检测原理473.1.3变送器的基本特性和构成原理483.1.4变送器的若干共性问题503.2压力检测523.2.1压力的表示方法523.2.2压力检测概述533.2.3弹性式压力检测533.2.4电气式压力检测583.2.5智能式压力/差压变送器603.2.6压力检测仪表的选用和安装613.3温度检测653.3.1温度检测概述653.3.2热电偶及其测温原理663.3.3热电阻及其测温原理723.3.4温度变送器简介733.3.5其他温度检测仪表简介783.3.6温度检测仪表的选用和安装783.4流量检测793.4.1流量检测概述803.4.2节流式流量计803.4.3转子流量计833.4.4电磁流量计853.4.5涡轮流量计853.4.6旋涡流量计863.4.7容积式流量计873.4.8其他流量检测方法873.4.9流量检测仪表的选用和安装893.5物位检测903.5.1物位检测概述903.5.2差压式液位计913.5.3浮筒式液位计913.5.4电容式物位计923.5.5核辐射式物位计933.5.6物位检测仪表的选用和安装933.6成分和物性参数的检测943.6.1热导式气体成分检测943.6.2红外式气体成分检测953.6.3溶解氧的检测953.6.4pH值的检测973.6.5浊度的检测973.7软测量技术简介973.8安全仪表系统1003.8.1安全仪表系统的基本概念1003.8.2安全仪表系统的结构1013.8.3安全仪表系统(SIS)集成设计1013.8.4安全仪表系统中传感器设计原则102思考题与习题1034控制器1064.1控制器概述1064.2数字式控制器1064.2.1数字式控制器的主要特点1064.2.2数字式控制器的构成原理1074.2.3SLPC可编程调节器110思考题与习题1165计算机控制系统1175.1概述1175.1.1计算机控制系统的基本组成1175.1.2计算机控制系统的发展过程1185.1.3计算机控制系统的发展特征1205.1.4离散化PID控制和数字滤波算法1215.2可编程序控制器1235.2.1概述1235.2.2PLC基本组成1245.2.3PLC的基本工作原理1255.2.4PLC的程序设计简介1265.3集散控制系统1315.3.1概述1315.3.2DCS的硬件体系结构1325.3.3DCS的软件系统1365.3.4DCS的组态（开发与生成）1375.4现场总线控制系统1405.4.1现场总线的概述1405.4.2基金会现场总线1435.4.3Profibus现场总线1465.4.4几个具体问题的分析1505.5工业以太网1515.5.1以太网的介质访问控制协议1515.5.2以太网应用于工业现场的关键技术1525.5.3工业以太网的应用153思考题与习题1546执行器1576.1概述1576.1.1执行器在自动控制系统中的作用1576.1.2执行器的构成1576.1.3执行器的分类1576.1.4执行器的作用方式1586.2执行机构1586.2.1气动执行机构1586.2.2电动执行机构1596.2.3智能式电动执行机构1596.3调节机构1606.4调节阀的流量系数和流量特性1626.4.1流量系数1626.4.2流量特性1636.4.3调节阀的可调比1656.5阀门定位器1666.5.1电/气阀门定位器1666.5.2气动阀门定位器1676.5.3智能式阀门定位器1676.6执行器的选择、计算和安装1686.6.1执行器结构形式的选择1686.6.2调节阀流量特性的选择1696.6.3调节阀的口径选择1706.6.4气动调节阀的安装171思考题与习题1727简单控制系统1737.1简单控制系统的结构与组成1737.2自动控制的目的及被控变量的选择1747.3对象特性对控制质量的影响及控制变量的选择1767.3.1控制变量与干扰变量1767.3.2对象特性对控制质量的影响1767.3.3控制变量的选择原则与选择方法1787.4测量滞后对控制质量的影响及测量信号的处理1817.4.1测量滞后对控制质量的影响1817.4.2克服测量滞后的几种方法1827.4.3测量信号的处理1827.5负荷变化对控制质量的影响及调节阀的选择1837.6控制规律的选择1847.6.1控制规律的选择1847.6.2控制器正、反作用的选择1847.7控制系统的投运与参数整定1867.7.1控制系统的投运1867.7.2控制器参数的工程整定186思考题与习题1908复杂控制系统1928.1串级控制系统1928.1.1概述1928.1.2串级控制系统的工作过程1948.1.3串级控制系统的特点及应用范围1958.1.4串级控制系统主、副回路的选择1958.1.5主、副控制器控制规律及正、反作用的选择1988.1.6主、副控制器参数的工程整定2008.2均匀控制系统2018.2.1均匀控制的目的2018.2.2均匀控制方案2028.3比值控制系统2038.3.1概述2038.3.2比值控制的类型2038.4选择性控制系统2068.4.1概述2068.4.2选择性控制系统的类型2068.4.3积分饱和及抗积分饱和措施2098.5分程控制系统2108.5.1概述2108.5.2分程控制的应用2118.5.3分程控制系统应用中应注意的几个问题2138.6前馈控制系统2138.6.1概述2138.6.2前馈控制系统的结构2158.6.3前馈控制系统的应用场合2168.7多冲量控制系统217思考题与习题2199新型控制系统2229.1解耦控制2229.1.1系统间的相互关联2229.1.2解耦控制2249.2推断控制2269.3自适应控制2279.3.1自适应控制系统的特点与功能2279.3.2自适应控制系统的类型2279.4预测控制2289.4.1预测控制的基本特征2289.4.2预测控制算法的类型2299.5模糊控制2329.5.1模糊控制的基本原理2329.5.2模糊控制的几种方法2349.6神经元网络控制2349.6.1神经元模型2349.6.2人工神经网络2369.6.3神经网络在自动控制中的应用2379.7智能控制与专家系统2379.7.1智能控制概述2379.7.2智能控制的主要类型2389.7.3专家控制系统2399.8故障检测与故障诊断2409.8.1提高控制系统可靠性的主要方法2409.8.2故障检测与诊断的主要方法241思考题与习题24210典型化工单元的控制24310.1化工单元自动控制的一般设计原则24310.2流体输送设备的控制24410.2.1离心泵的控制24410.2.2容积式泵的控制24510.2.3压缩机的控制24510.3传热设备的控制24710.3.1无相变情况下传热设备的控制24810.3.2有相变情况下传热设备的控制24910.4化学反应器的自动控制25110.4.1釜式反应器的自动控制25210.4.2固定床反应器的自动控制25210.4.3流化床反应器的自动控制25310.4.4鼓泡床反应器的控制254思考题与习题25511计算机控制系统的应用25711.1计算机控制系统的工程设计25711.1.1计算机控制系统的基本设计原则25711.1.2计算机控制系统的工程设计程序25711.1.3计算机控制系统的硬件设计25811.1.4计算机控制系统的软件设计26011.2PLC在啤酒发酵过程中的应用26011.2.1发酵过程的生产工艺和控制要求简介26011.2.2S7 PLC的硬件设计26111.2.3软件设计26311.3DCS在链条锅炉系统中的应用26511.3.1工艺简介26511.3.2系统的主要控制要求26611.3.3系统控制方案分析26611.3.4控制方案在DCS上的实现26711.4FCS在大颗粒尿素装置中的应用简介27211.4.1工艺简介27211.4.2DeltaV系统简介27311.4.3控制要求在FCS上的实现273思考题与习题274部分习题参考答案276附录280附录1部分压力单位的换算关系280附录2热电偶分度表280附录3热电阻分度表282参考文献284