MATLAB/Simulink與過程控制系統(tǒng)

目錄
前言
第1章過程控制系統(tǒng)及仿真概述1
11過程控制的任務(wù)與目標(biāo)1
12過程控制系統(tǒng)的組成與特點2
13過程控制系統(tǒng)的分類4
131一般分類4
132按設(shè)定值形式分類5
133按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類5
14過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)6
141時域控制性能指標(biāo)6
142綜合控制性能指標(biāo)7
15過程控制系統(tǒng)的MATLAB計算與仿真8
151控制系統(tǒng)計算機(jī)仿真8
152控制系統(tǒng)的MATLAB計算與仿真8
第2章MATLAB與Simulink基礎(chǔ)10
21MATLAB系統(tǒng)概述10
211MATLAB簡介10
212MATLAB使用簡介11
213MATLAB編程基礎(chǔ)14
22MATLAB數(shù)值計算功能15
221MATLAB數(shù)據(jù)類型15
222矩陣及其運(yùn)算17
23MATLAB圖形功能20
231二維圖形的繪制20
232三維圖形的繪制23
24程序設(shè)計25
241M文件25
242流程控制語句26
25Simulink仿真基礎(chǔ)28
251Simulink的基本操作28
252系統(tǒng)仿真及參數(shù)設(shè)置31
253Simulink的基本模塊34
26Simulink仿真舉例36
第3章PID控制器40
31概述40
32比例調(diào)節(jié)器41
〖1〗MATLAB/Simulink與過程控制系統(tǒng)〖1〗目錄321比例調(diào)節(jié)和比例帶41
322比例調(diào)節(jié)的特點42
33積分調(diào)節(jié)器47
331積分調(diào)節(jié)器概述47
332積分調(diào)節(jié)器的特點47
333積分速度對控制系統(tǒng)的影響47
34比例積分調(diào)節(jié)器49
341比例積分調(diào)節(jié)49
342比例積分調(diào)節(jié)器的特點50
343比例積分調(diào)節(jié)器對系統(tǒng)過渡過程的影響50
344積分飽和及防止54
35比例微分調(diào)節(jié)器56
351比例微分控制算法56
352比例微分調(diào)節(jié)器的特點57
36比例積分微分調(diào)節(jié)器59
361比例積分微分調(diào)節(jié)器的表達(dá)式59
362PID調(diào)節(jié)器的頻率響應(yīng)特性60
363PID調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)60
37數(shù)字式PID調(diào)節(jié)器62
371數(shù)字式PID控制算法的形式63
372數(shù)字式PID控制算法的特點64
38改進(jìn)的PID控制算法65
381積分分離PID控制算法65
382抗積分飽和PID控制算法68
383梯形積分PID控制算法71
384變速積分PID控制算法71
385微分先行PID控制算法74
386比例先行IPD控制算法77
387帶有死區(qū)的PID調(diào)節(jié)器78
39PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定78
391PID調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的原則79
392PID調(diào)節(jié)器工程整定法的特點80
393PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定80
310PID控制器參數(shù)的優(yōu)化整定92
第4章簡單過程控制系統(tǒng)及Simulink仿真96
41簡單過程控制系統(tǒng)的組成96
42簡單過程控制系統(tǒng)的設(shè)計97
421被控對象的動態(tài)特性97
422被控變量的選擇107
423操縱變量的選擇108
424檢測變送環(huán)節(jié)109
425執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥）的選擇110
43簡單過程控制系統(tǒng)的Simulink仿真120
第5章串級控制系統(tǒng)及Simulink仿真127
51串級控制系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構(gòu)127
511串級控制系統(tǒng)的基本概念127
512串級控制系統(tǒng)的組成131
513串級控制系統(tǒng)的工作過程132
52串級控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計135
521串級控制系統(tǒng)的分析135
522串級控制系統(tǒng)的設(shè)計143
53串級控制系統(tǒng)控制器參數(shù)的整定153
531逐步逼近法153
532兩步整定法153
533一步整定法154
54串級控制系統(tǒng)應(yīng)用及Simulink仿真155
541串級控制系統(tǒng)用于克服變化劇烈和幅值大的干擾155
542串級控制系統(tǒng)用于克服對象的純滯后159
543串級控制系統(tǒng)用于克服對象的容量滯后160
544串級控制系統(tǒng)用于克服對象特性的非線性164
第6章特殊控制系統(tǒng)及Simulink仿真169
61比值控制系統(tǒng)169
611比值控制原理169
612比值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型169
62比值控制系統(tǒng)設(shè)計172
621主動量、從動量的選擇172
622控制方案的選擇173
623調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇173
624比值系數(shù)的計算173
625實施方案的選擇175
626調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定175
63比值控制系統(tǒng)及Simulink仿真176
64均勻控制系統(tǒng)185
641均勻控制的概念185
642均勻控制系統(tǒng)的特點186
65均勻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式187
651簡單均勻控制187
652串級均勻控制187
653雙沖量均勻控制188
654控制規(guī)律的選擇189
655均勻控制系統(tǒng)參數(shù)整定189
66均勻控制系統(tǒng)及Simulink仿真189
67分程控制系統(tǒng)193
671分程控制的概念193
672分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用194
673分程控制應(yīng)用中的幾個問題196
674分程控制的應(yīng)用197
68選擇性控制系統(tǒng)198
681選擇性控制的概念198
682選擇性控制系統(tǒng)的類型198
683選擇性控制系統(tǒng)設(shè)計205
684選擇性控制系統(tǒng)的應(yīng)用205
69雙重控制系統(tǒng)206
691基本原理和結(jié)構(gòu)206
692雙重控制系統(tǒng)設(shè)計207
693雙重控制系統(tǒng)的Simulink仿真207
610應(yīng)用實例212
6101間歇式生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)的分程控制213
6102精餾過程中冷凝器的選擇性控制系統(tǒng)213
6103甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)中的比值控制及比值報警系統(tǒng)214
6104隧道窯爐的串級及比值控制系統(tǒng)214
6105加熱爐的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)215
第7章補(bǔ)償控制系統(tǒng)及Simulink仿真216
71前饋控制系統(tǒng)216
711前饋控制系統(tǒng)的原理和特點216
712前饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)218
72前饋控制系統(tǒng)的設(shè)計221
721前饋控制系統(tǒng)可實現(xiàn)的條件221
722前饋控制器的實施221
723前饋控制系統(tǒng)的參數(shù)整定222
73前饋控制系統(tǒng)的Simulink仿真230
731前饋控制系統(tǒng)230
732前饋反饋控制系統(tǒng)231
74大時滯過程控制系統(tǒng)及Simulink仿真235
741改進(jìn)的常規(guī)控制方案236
742預(yù)估補(bǔ)償控制239
743采樣控制方案245
第8章解耦控制系統(tǒng)246
81多變量控制系統(tǒng)的耦合246
811第一增益247
812第二增益247
813相對增益248
814相對增益的性質(zhì)249
815多輸入多輸出系統(tǒng)的相對增益矩陣249
82消除和減弱耦合的方法252
821被控變量(輸出變量）與操縱變量(輸入變量）間的正確匹配252
822控制器的參數(shù)整定253
823減少控制回路253
824串接解耦控制253
83解耦控制系統(tǒng)設(shè)計253
831對角陣解耦控制253
832單位矩陣解耦控制257
833前饋補(bǔ)償解耦控制259
834反饋解耦控制260
835簡化解耦控制系統(tǒng)262
84解耦控制系統(tǒng)的Simulink仿真263
第9章典型過程控制系統(tǒng)270
91傳熱設(shè)備的控制系統(tǒng)270
911傳熱設(shè)備的類型270
912傳熱設(shè)備的控制目的270
913換熱器的控制271
914蒸汽加熱器的控制280
915冷凝冷卻器的控制281
92鍋爐設(shè)備的控制283
921鍋爐設(shè)備概述283
922鍋爐鍋筒水位控制285
923鍋爐燃燒控制系統(tǒng)296
參考文獻(xiàn)311