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自动控制——书籍介绍
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过程控制（《信息、控制与系统》系列教材） 作 者： 主编：金以慧 审校：方崇智 出版社： 清华大学出版社 ISBN： 730201115X 价 格： 原价：25元 出版时间： 1993-4第1版 印刷时间： 2004-7第13次印刷作 图书简介： 本书获电子部优秀教材二等奖。 本书系统地阐述了简单和复杂控制系统的结构、原理设计、分析和评价，深入解剖了两个典型生产过程控制系统的实例，力图从整个生产过程的特点出发，对控制系统进行综合设计和优选。在此基础上还介绍了几种比较熟悉的高等过程控制策略。全书共分5 篇，共15章，第1篇简单控制系统，第2篇复杂控制系统，第3篇过程计算机控制系统，第4篇典型装置的控制系统(大型火电发电站和精馏塔)，第5篇高等过程控制系统。每篇或部分章后附有小结、思考题与习题、参考文献。本书从数学和物理的基本概念着手，阐述过程控制问题的本质和特点以及掌握系统设计和分析的基本方法。在写作上注意深入浅出，讲清基本概念，同时力求反映近年来过程控制的新发展。 本书可作为高等院校自动控制类和相关专业的教材，并供有关科技人员参考。 前言： “过程控制”是一门与工业生产过程联系十分密切的课程。随着科学技术的飞速前进，过程控制也在日新月异地发展。它不仅在传统工业改造中，起到了提高质量，节约原材料和能源，减少环境污染等十分重要的作用，而且正在成为新建的规模大、结构复杂的工业生产过程中不可缺少的组成部分。 “过程控制”是清华大学工业仪表及自动化专业多年来为大学高年级学生开设的一门主干课。本书是在历年讲稿，讲义的基础上经多次修改完善而写成的，其中包括了作者及本专业同事们在过程控制领域中的部分科研成果。 本书共分五篇。第一篇简单控制系统是由何镇湖编写的，它是过程控制最基本的内容。第二篇复杂控制系统是由金以慧编写的，这部分内容是当前生产中常用的复杂系统。第三篇过程计算机控制系统共两章，分别由何镇湖、金以慧编写，主要讨论了计算机在过程控制中的应用。第四篇典型装置的控制系统共两章，分别由金以慧、徐博文编写，这一篇主要是详细解剖了大型火力发电站和精馏塔的控制系统，可以作为前三篇的一个总结。第五篇高等过程控制系统是由王桂增、金以慧、谢新民和王诗宓等编写的，这一篇介绍了高等过程控制中的主要内容，希望能达到开扩学生眼界，拓宽知识面的目的。 本书在写作上注意深入浅出，讲清基本概念，同时力求反映近年来过程控制的新发展。由于内容较多，在讲授本课时，可以按篇来组合，例如第五篇就可以单独构成“高等过程控制”课。 本书在编写过程中，一直得到方崇智教授的指导和关心，并认真审阅了全文，提出了详细的修改意见，在此向他表示诚挚的感谢。由于作者水平有限，缺点和不足之处在所难免，恳请读者批评指正。 目录： 绪论1 一、 生产过程自动化的发展概况和趋势1 二、 过程控制的任务和要求4 参考文献7 第一篇简单控制系统第一章生产过程的动态特性8 §11过程控制系统的性能指标8 §12被控对象的动态特性10 一、 基本概念10 二、 若干简单被控对象的动态特性11 三、 工业过程动态特性的特点19 §13过程数学模型及其建立方法22 一、 过程数学模型的表达形式与对 模型的要求22 二、 建立过程数学模型的两个基本方法23 三、 几个常用的经典辨识法24 第二章比例积分微分控制及其调节过程31 §21基本概念31 §22比例调节(P调节)33 一、 比例调节的动作规律，比例带33 二、 比例调节的特点，有差调节33 三、 比例带对于调节过程的影响34 §23积分调节(I调节)35 一、 积分调节动作规律35 二、 积分调节的特点，无差调节36 三、 积分速度对调节过程的影响36 §24比例积分调节(PI调节)37 一、 比例积分调节的动作规律37 二、 比例积分调节过程37 三、 积分饱和现象与抗积分饱和的措施39 §25比例积分微分调节(PID调节)42 一、 微分调节的特点42 二、 比例微分调节规律42 三、 比例微分调节的特点43 四、 比例积分微分调节规律44 第三章简单控制系统的整定46 §31控制系统整定的基本要求46 §32衰减频率特性法48 一、 衰减频率特性和稳定度判据48 二、 衰减频率特性法整定调节器参数50 §33工程整定法55 一、 动态特性参数法55 二、 稳定边界法57 三、 衰减曲线法57 §34调节器参数的自整定62 一、 极限环法63 二、 模式识别法65 第四章调节阀67 §41气动调节阀的结构67 一、 气动执行机构67 二、 阀67 三、 阀门定位器69 §42调节阀的流量系数70 一、 流量系数的定义及其物理意义70 二、 流量系数计算公式71 §43调节阀结构特性和流量特性75 一、 调节阀的结构特性76 二、 调节阀的流量特性77 §44气动调节阀选型82 一、 调节阀结构形式的选择82 二、 调节阀气开、气关形式的选择83 三、 调节阀流量特性的选择83 四、 调节阀口径的确定84 第一篇小结93 思考题与习题93 参考文献101第二篇复杂控制系统 第五章串级控制系统与比值控制系统103 §51串级控制系统的概念103 §52串级控制系统的分析108 §53串级控制系统设计和实施中 的几个问题112 一、 副回路的设计113 二、 主、副回路工作频率的选择114 三、 防止调节器积分饱和的措施116 §54调节器的选型和整定方法117 一、 逐步逼近法117 二、 两步整定法118 §55比值控制系统118 一、 比值系数的计算119 二、 比值系统中的非线性特性121 三、 比值系统的整定121 四、 常见比值控制系统122 第六章利用补偿原理提高系统的 控制品质124 §61概述124 §62前馈控制系统125 一、 基本概念125 二、 静态前馈控制127 三、 动态前馈控制129 四、 前馈反馈控制系统134 §63大迟延系统136 一、 概述136 二、 采用补偿原理克服大迟延的影响138 三、 史密斯预估器的几种改进方案140 §64非线性增益补偿系统145 一、 概述145 二、 对象静态非线性特性的补偿146 第七章解耦控制150 §71相对增益150 一、 相对增益的定义150 二、 求取相对增益的方法152 三、 相对增益矩阵特性156 §72耦合系统中的变量匹配和 调节参数整定159 一、 变量之间的配对159 二、 控制回路之间的耦合影响及其整定164 三、 回路间动态耦合的影响168 §73解耦控制系统的设计171 一、 前馈补偿法172 二、 对角矩阵法172 三、 单位矩阵法174 §74实现解耦控制系统的 几个问题175 一、 解耦系统的稳定性175 二、 部分解耦177 三、 解耦系统的简化178 第二篇小结179 思考题与习题183 参考文献186第三篇过程计算机控制系统 第八章直接数字控制系统189 §81直接数字控制系统的基本概念 及其组成189 §82信号采集、数字滤波及 数据处理190 一、 信号采集191 二、 数字滤波193 三、 数据处理195 §83DDC的PID算式196 一、 PID控制算式196 二、 PID控制算式的改进198 §84数字式PID调节参数的整定202 一、 扩充临界比例带法202 二、 扩充响应曲线法204 §85DDC应用举例205 一、 啤酒发酵过程对控制的要求205 二、 控制系统的组成205 三、 系统硬件206 四、 控制算法207 五、 控制效果209 第九章分布式控制系统210 §91概述210 §92分布式控制系统的分析212 一、 系统功能213 二、 系统组态215 三、 局部网络216 四、 数据通信218 §93分布式控制系统中的算法220 一、 监督控制层的算法220 二、 计划调度层的算法225 附录230 第三篇小结231 思考题与习题231 参考文献233第四篇典型装置的控制系统 第十章火力发电厂大型单元机组的 自动控制234 §101大型单元机组的生产过程 及其对控制的要求234 一、 单元机组的出力控制236 二、 锅炉燃烧过程的控制236 三、 锅炉汽包水位的控制236 四、 过热蒸汽的温度控制237 §102单元机组出力控制系统237 一、 锅炉跟踪方式237 二、 汽机跟踪方式238 三、 机炉协调方式238 四、 出力控制系统的实例239 §103燃烧过程的控制系统241 一、 汽压调节对象的动态特性241 二、 燃料量控制系统243 三、 送风控制系统246 四、 负压控制系统248 §104锅炉的给水控制系统249 一、 给水调节对象的动态特性249 二、 汽包水位的三冲量控制方案251 三、 三冲量控制系统的工程整定252 四、 汽包水位的串级控制系统254 §105蒸汽温度控制系统256 一、 汽温调节对象的动态特性256 二、 带有导前微分信号的汽温控制系统257 三、 双信号汽温调节器的整定258 四、 汽温串级控制系统259 五、 蒸汽温度控制实例260 第十一章精馏塔的自动控制262 §111精馏过程262 一、 精馏原理262 二、 连续精馏装置和流程264 三、 精馏塔的基本型式265 §112精馏塔的控制目标267 一、 质量指标267 二、 产品产量和能量消耗267 §113影响精馏过程的因素268 一、 全塔物料平衡268 二、 能量平衡269 三、 内部物料平衡270 四、 动态影响分析272 §114精馏塔质量指标的选取273 一、 灵敏板的温度控制273 二、 温差控制274 三、 双温差控制274 §115精馏塔的基本控制方案275 一、 按精馏段指标控制276 二、 按提馏段指标控制277 三、 按塔顶塔底两端质量指标控制278 §116精馏塔的内回流控制和 进料热焓控制279 一、 内回流控制279 二、 进料热焓控制280 §117精馏塔的节能控制281 一、 产品质量指标的“卡边”控制281 二、 采用前馈控制方案281 三、 浮动塔压控制方案282 结束语284 思考题与习题284 参考文献285第五篇高等过程控制系统 第十二章推理控制287 §121推理控制系统的组成287 一、 问题的提出287 二、 推理控制系统的组成288 三、 推理控制器的设计290 §122模型误差对系统性能的影响291 一、 扰动通道模型存在误差291 二、 控制通道模型存在误差292 三、 推理反馈控制系统293 §123输出可测条件下的推理控制294 一、 系统组成294 二、 模型误差对系统性能的影响294 三、 自适应推理控制296 四、 预测推理控制297 §124多变量推理控制298 一、 控制器的V规范型结构299 二、 V规范型控制器的设计301 三、 滤波阵的选择306 §125应用举例307 一、 应用实例307 二、 二次输出量的选择309 三、 控制作用的限幅309 思考题与习题310 参考文献310 第十三章预测控制312 §131概述312 §132预测控制的基本原理313 一、 内部模型313 二、 参考轨迹316 三、 控制算法316 §133预测控制方法的机理分析319 一、 内模控制结构法319 二、 状态空间表示法324 §134预测控制中的几个问题326 一、 系统的稳定性和鲁棒性326 二、 非最小相位系统中的预测控制328 三、 大迟延系统中的预测控制331 §135应用举例335 思考题与习题337 参考文献338 第十四章自适应控制339 §141概述339 一、 具有被控对象数学模型在线辨识 的自适应控制系统339 二、 参考模型自适应控制系统340 §142自校正控制341 一、 闭环可辨识的条件341 二、 自校正调节器343 三、 极点配置的自校正调节器350 四、 广义最小方差控制策略——自校正 控制器354 §143参考模型自适应控制系统356 一、 被控对象全部状态能直接获取的 自适应控制系统357 二、 根据对象输入输出设计参考模型 自适应控制系统360 思考题与习题366 参考文献366 第十五章多变量现代频域方法367 §151多变量系统的描述方法［1］367 §152稳定性定理370 §153逆奈氏阵列法372 一、 对角优势372 二、 稳定性判据373 三、 运用INA方法的一些问题374 §154关于INA方法中闭环 特性的讨论378 §155INA设计方法示例380 §156特征轨迹法383 一、 广义奈氏稳定性判据383 二、 互联作用384 三、 近似可交换控制器384 四、 设计方法和举例386 §157其它设计方法390 一、 并矢展开法390 二、 顺序回差法393 §158小结396 思考题与习题397 参考文献398 |
17楼2007-06-17 03:06:14
kanghe
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自动控制原理（第四版） 作者：胡寿松 主编 出版社：科学出版社 出版日期：2001-2-1 ISBN：7030088816 字数：922000 印次：27 版次：4 内容提要 本书系《自动控制原理》一书的第四版，比较全面地阐述了自动控制的基本理论与应用。全书共分十章，前八章着重介绍经典控制理论及应用，后两章介绍现代控制理论中的线性系统理论和最优控制理论。 本书精选了第三版中的主要内容，加强了对基本理论及其应用的阐述。书中深入浅出地介绍了自动控制的基本概念，控制系统在时域和复域中的数学模型及其结构图和信号流图；比较全面地阐述了线性控制系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法以及校正和设计等方法；对线性离散系统的基础理论、数学模型、稳定性及稳态误差、动态性能分析以及数字校正等问题，进行了比较详细的讨论；在非线性控制系统分析方面，给出了相平面和描述函数两种常用的分析方法，对目前应用日益增多的非线性控制的逆系统方法也作了较为详细的介绍；最后两章根据高新技术发展的需要系统地阐述了线性系统的状态空间分析与综合，以及动态系统的最优控制等方法。书末给出的两个附录，可供读者在学习本书的过程中查询之用。 本书1985年被评为航空工业部优秀教材，1988年被评为全国优秀教材，1997年被评为国家级教学成果二等奖，同年被批准列为国家“九五”重点教材。 本书可作为高等工业院校自动控制、工业自动化、电气自动化、仪表及测试、机械、动力、冶金等专业的教科书，亦可供从事自动控制类的各专业工程技术人员自学参考。 作者简介 胡寿松，男，1937年生于南京,1960年毕业于北京航空航天大学自控系,现任首席教授,博士生导师,中国自动化学会理事,长期致力于控制理论与应用的教学与科研.1988年,主编的《自动控制原理》教材被评为国家级优秀教材；1993年主持的自动控制原理课程建设获国家优秀教学成果二等奖;1997年主编的《自动控制原理》（第三版）获国家教学成果二等奖;1998年评为航空工业十佳优秀教师;1999年获江苏省红杉树园丁奖学金;2000年评为江苏省优秀科技工作者;2002年主编的《自动控制原理》（第四版）被评为全国优秀畅销书（科技类）;2003年获江苏省高等学校教学名师奖。 目录 第四版前言 第一章 自动控制的一般概念 1-1 自动控制的基本原理与方式 l-2 自动控制系统示例 1-3 自动控制系统的分类 1-4 对自动控制系统的基本要求 习题 第二章 控制系统的数学模型 2-1 控制系统的时域数学模型 2-2 控制系统的复数域数学模型 2-3 控制系统的结构图与信号流图 2-4 数学模型的实验测定法 习题 第三章 线性系统的时域分析法 3-1 系统时间响应的性能指标 3-2 一阶系统的时域分析 3-3 二阶系统的时域分析 3-4 高阶系统的时域分析 3-5 线性系统的稳定性分析 3-6 线性系统的稳态误差计算 习题 第四章 线性系统的根轨迹法 4-1 根轨迹法的基本概念 4-2 根轨迹绘制的基本法则 4-3 广义根轨迹 4-4 系统性能的分析 习题 第五章 线性系统的频域分析法 5-1 引言 5-2 频率特性 5-3 开环系统的典型环节分解和开环频率特性曲线的绘制 5-4 频率域稳定判据 5-5 稳定裕度 5-6 闭环系统的频域性能指标 习题 第六章 线性系统的校正方法 6-1 系统的设计与校正问题 6-2 常用校正装置及其特性 6-3 串联校正 6-4 反馈校正 6-5 复合校正 习题 第七章 线性离散系统的分析与校正 7-1 离散系统的基本概念 7-2 信号的采样与保持 7-3 Z变换理论 7-4 离散系统的数学模型 7-5 离散系统的稳定性与稳态误差 7-6 离散系统的动态性能分析 7-7 离散系统的数字校正 习题 第八章 非线性控制系统分析 8-1 非线性控制系统概述 8-2 常见非线性特性及其对系统运动的影响 8-3 相平面法 8-4 描述函数法 8-5 非线性控制的逆系统方法 习题 第九章 线性系统的状态空间分析与综合 9-1 线性系统的状态空间描述 9-2 线性系统的可控性与可观测性 9-3 线性定常系统的线性变换 9-4 线性定常系统的反馈结构及状态观测器 9-5 李雅普诺夫稳定性分析 习题 第十章 动态系统的最优控制方法 10-1 最优控制的一般概念 10-2 最优控制中的变分法 10-3 极小值原理及其应用 10-4 线性二次型问题的最优控制 10-5 动态规划 习题 附录A 博里叶变换和拉普拉斯变换 附录B 矩阵微分法 参考文献 |
2楼2007-03-24 13:38:33
kanghe
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现代控制系统：第10版 作 者： （美）多尔夫（DorFR.C.）（美）毕晓普（BishopR.H.） I S B N： 7030162110 页 数： 881 封面形式： 简裝本 出 版 社： 科学出版社 出版日期： 2005-9-1 定 价： 68元 本书是为工科类本科生编写的有关控制系统的一本基础性教材。 全书通过丰富的实例，生动形象、深入浅出地介绍了基本的反馈控制系统的理论，使学生易于理解和接受。所给出的控制工程方法是建立在数学基础上的，并强调了对物理系统的建模和按实际系统的性能要求进行控制系统设计。为便于教学，书中各章都附有丰富的习题，在附录中介绍了计算机辅助分析和设计工具MATLAB和SIMULINK，并设置了一个配套的教学网站http://www.prenhall.com/dorf。 本书是在第九版的基础上编写而成的，继续发展和完善了有关计算机辅助分格设计的内容，配套的网站也在经常不断地更新内容。 本书可作为自动化、电气、机械、航天、化工等专业本科生学习控制系统的教材，也可供相关领域的工程技术人员参考。 Chapter 1: Introduction to Control Systems Chapter 2: Mathematical Models of Systems Chapter 3: State Variable Models Chapter 4: Feedback Control System Characteristics Chapter 5: The Performance of Feedback Control Systems Chapter 6: The Stability of Linear Feedback Systems Chapter 7: The Root Locus Method Chapter 8: Frequency Response Methods Chapter 9: Stability in the Frequency Domain Chapter 10: The Design of Feedback Control Systems Chapter 11: The Design of State Variable Feedback Systems Chapter 12: Robust Control Systems Chapter 13: Digital Control Systems |
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