《化工過程控制原理》以工程套用為背景，較全面地闡述了自動控制的基本理論，重點介紹經典控制理論和現代控制理論基礎，《化工過程控制原理》共分十章。第一章結合實例介紹自動控制的基本概念；第二章討論線性控制系統的數學模型；第三章介紹控制系統時域分析法；第四章介紹控制系統根軌跡分析法；第五章介紹控制系統頻率特性分析法；第六章介紹控制系統狀態空間分析法；第七章介紹控制系統的結構特性；第八章介紹離散控制系統；第九章介紹非線性控制系統；第十章介紹控制系統的狀態空間設計法。全書結構有以下特點：即在集中介紹線性連續單變數定常系統理論之後，體現經典的連續多變數系統、離數系統和非線性系統理論與現代控制理論的結合。《化工過程控制原理》結合實際套用，工程性、適用性強。書中精選一些工程實例和例題，對讀者掌握控制理論很有幫助。
基本介紹
- 書名：化工過程控制原理
- 出版社：北京理工大學出版社
- 頁數：513頁
- 開本：16
- 作者：黃聰明 陳祥光
- 出版日期：2007年5月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787810456975
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《化工過程控制原理》可作為過程控制及相關專業高等學校教材，也可供有關科技人員參考。
圖書目錄
第一章自動控制的基本概念
1.1概述
1.2控制系統工作原理
1.3自動控制系統的類型
1.3.1開環控制系統和閉環控制系統
1.3.2定值調節系統、隨動系統、程式控制系統
1.3.3連續控制系統和離散控制系統
1.3.4線性控制系統和非線性控制系統
1.3.5單變數控制系統和多變數控制系統
1.3.6集中參數系統和分布參數系統
1.3.7確定性系統和不確定性系統
習題
第二章線性控制系統的數學模型
2.1一階對象或環節的動態特性
2.1.1對象或環節微分方程式的列寫方法
2.1.2非線性特性的線性化及增量方程式
2.1.3一階對象或環節微分方程式的列寫示例
2.1.4一階對象或環節的特性
2.1.5無量綱化運動方程式
2.2二階對象或環節的動態特性
2.2.1二階對象或環節微分方程式的列寫方法
2.2.2二階對象或環節的特性
2.3純滯後環節
2.4其他特性
2.4.1比例特性
2.4.2積分特性
2.4.3高階特性
2.5典型化工對象（或環節）數學模型的建立
2.5.1連續攪拌槽式（CSTR）反應器
2.5.2帶套管熱電偶
2.5.3氣動薄膜調節閥
2.6拉普拉斯變換和傳遞函式
2.6.1拉氏變換
2.6.2傳遞函式
2.7方塊圖
2.7.1方塊圖的基本符號和聯接
2.7.2方塊圖的變換和簡化
2.7.3利用方塊圖推演對象動態特性示例
2.8信號流圖
2.8.1信號流圖常用術語
2.8.2方塊圖及相應的信號流圖
2.8.3梅遜增益公式
習題
第三章控制系統的時域分析法
3.1典型輸入信號
3.1.1階躍函式
3.1.2脈衝函式
3.1.3斜坡函式
3.1.4正弦函式
3.2控制系統的瞬態回響
3.2.1一階系統的瞬態回響
3.2.2二階系統的瞬態回響
3.2.3二階系統的單位脈衝回響
3.2.4三階系統的單位階躍回響
3.2.5高階系統瞬態回響近似分析
3.2.6主導極點
3.2.7系統穩定的基本條件
3.3勞斯穩定判據
3.3.1系統穩定性的初步判別
3.3.2勞斯判據
3.3.3勞斯判據的特殊情況
3.3.4勞斯判據的套用
3.4控制系統的穩態誤差
3.4.1穩態誤差和誤差傳遞函式
3.4.2控制系統的結構類型
3.4.3給定輸入（參考輸入）下的穩態誤差
3.4.4擾動輸入下的穩態誤差
3.5控制系統瞬態回響性能指標
3.5.1瞬態回響性能指標
3.5.2二階系統瞬態回響性能指標
3.5.3瞬態回響性能指標在s平面上的表示
3.5.4誤差性能指標
3.6常規調節規律及其對系統控制性能的影響
3.6.1常規調節器的調節規律
3.6.2調節器參數對控制過程的影響
習題
第四章控制系統根軌跡分析法
4.1根軌跡法的基本概念
4.2繪製根軌跡圖的基本條件和基本規則
4.2.1繪製根軌跡的相角條件和幅值條件
4.2.2繪製根軌跡的基本規則
4.3根軌跡繪製方法舉例
4.4系統具有純滯後環節時的根軌跡
4.4.1繪製純滯後系統根軌跡的基本條件
4.4.2純滯後系統根軌跡的繪製方法
4.4.3純滯後系統根軌跡繪製示例
4.4.4純滯後環節的近似表示
4.5根軌跡法在控制系統分析和設計中的套用
4.5.1增加開環零點對控制系統的影響——比例微分調節
4.5.2增加開環極點對控制系統的影響
4.5.3比例積分調節
4.5.4控制系統的根軌跡校正方法
習題
第五章控制系統頻率特性分析法
5.1頻率特性及其與傳遞函式的關係
5.1.1頻率特性的基本概念
5.1.2頻率特性與傳遞函式的關係
5.2頻率特性的圖示方法
5.2.1幅相頻率特性（奈魁斯特圖）
5.2.2對數頻率特性（伯德圖）
5.2.3對數幅相頻率特性（尼柯爾斯圖）
5.3奈魁斯特穩定判據
5.3.1映射定理
5.3.2奈魁斯特穩定判據
5.3.3開環極點或零點位於□軸上時的奈魁斯特判據
5.3.4純滯後系統的穩定性
5.3.5多迴路系統的穩定性分析
5.4控制系統的穩定裕量
5.4.1增益裕量和相角裕量
5.4.2相角裕量與過渡過程性能指標的關係
5.4.3調節器調節規律對穩定裕量的影響
5.5閉環頻率特性
5.5.1由開環頻率特性求取閉環頻率特性
5.5.2閉環頻率特性與時域性能指標的關係
5.6頻率法在校正裝置設計中的套用
5.6.1串聯超前（微分）校正
5.6.2串聯滯後（積分）校正
5.7計算機輔助頻域與時域分析
5.7.1控制系統根軌跡圖的繪製
5.7.2控制系統伯德圖的繪製
5.7.3控制系統奈魁斯特圖的繪製
習題
第六章控制系統的狀態空間分析法
6.1引言
6.1.1狀態空間分析法的提出
6.1.2狀態空間分析法的基本概念
6.2動態系統的狀態空間描述
6.2.1狀態空間表達式
6.2.2由系統的物理、化學機理建立狀態空間表達式
6.2.3由系統的輸入輸出關係建立狀態空間表達式
6.2.4由系統方塊圖導出狀態空間表達式
6.2.5狀態空間表達式的線性變換與規範化
6.3動態系統的狀態空間分析
6.3.1線性定常系統齊次狀態方程的解
6.3.2狀態轉移矩陣
6.3.3線性定常系統非齊次狀態方程的解
習題
第七章控制系統的結構特性
7.1李雅普諾夫穩定性分析
7.1.1李雅普諾夫穩定性
7.1.2李雅普諾夫第二方法
7.1.3線性定常連續系統的李雅普諾夫穩定性分析
7.2線性系統的能控性和能觀性
7.2.1能控性與能觀性概念的提出
7.2.2線性定常連續系統能控性定義及其判據
7.2.3線性定常連續系統能觀性定義及其判據
7.2.4能控性與能觀性的對偶原理
7.2.5能控性、能觀性和傳遞函式（陣）的關係
習題
第八章離散控制系統
8.1引言
8.1.1連續信號與離散信號
8.1.2離散系統的基本類型——採樣系統和數字系統
8.1.3離散系統的研究方法
8.2離散系統的信號轉換特性
8.2.1信號的採樣——採樣過程及其數學描述
8.2.2信號復現——採樣定理和保持器
8.3z變換及改進z變換
8.3.1z變換的定義
8.3.2z變換的求法
8.3.3z變換的基本原理
8.3.4z反變換
8.3.5改進z變換
8.4離散系統的經典數學描述
8.4.1差分方程與微分方程的差分化
8.4.2脈衝傳遞函式
8.5，離散系統的經典分析法
8.5.1離散系統的過渡過程分析
8.5.2離散系統的穩定性分析
8.5.3離散系統的根軌跡分析
8.5.4數字調節器的設計
8.6離散系統的狀態空間分析法
8.6.1離散系統狀態空間表達式
8.6.2線性定常離散系統狀態方程的求解
8.7離散系統的結構特性
8.7.1線性定常離散系統的李雅普諾夫穩定性分析
8.7.2線性定常離散系統的能控性和能觀性
習題
第九章非線性控制系統
9.1引言
9.1.1線性系統與非線性系統
9.1.2典型的非線性特性
9.1.3非線性控制系統的特殊現象
9.1.4非線性控制系統的研究方法
9.2描述函式法
9.2.1描述函式法的基本思路
9.2.2非線性特性的描述函式
9.2.3非線性系統的描述函式分析
9.3相平面法
9.3.1相平面法的基本概念
9.3.2相平面圖的特性
9.3.3相平面圖的繪製
9.3.4非線性系統的相平面分析
9.3.5由相平面圖求系統的時間回響
9.4非線性系統的李雅普諾夫穩定性分析
9.4.1克拉索夫斯基法
9.4.2變數梯度法
習題
第十章控制系統的狀態空間設計法
10.1線性系統的狀態反饋控制
10.1.1狀態反饋和輸出反饋的構成特點
10.1.2狀態反饋系統和輸出反饋系統的能控性和能觀性
10.1.3狀態反饋系統的極點配置法
10.2狀態觀測器的設計
10.2.1狀態觀測器的提出
10.2.2狀態觀測器的構造
10.2.3狀態觀測器的極點配置法
10.2.4帶狀態觀測器的狀態反饋系統設計
10.3解耦器的設計
10.3.1系統解耦控制問題
10.3.2前饋補償器解耦
10.3.3狀態反饋解耦
習題
參考文獻
1.1概述
1.2控制系統工作原理
1.3自動控制系統的類型
1.3.1開環控制系統和閉環控制系統
1.3.2定值調節系統、隨動系統、程式控制系統
1.3.3連續控制系統和離散控制系統
1.3.4線性控制系統和非線性控制系統
1.3.5單變數控制系統和多變數控制系統
1.3.6集中參數系統和分布參數系統
1.3.7確定性系統和不確定性系統
習題
第二章線性控制系統的數學模型
2.1一階對象或環節的動態特性
2.1.1對象或環節微分方程式的列寫方法
2.1.2非線性特性的線性化及增量方程式
2.1.3一階對象或環節微分方程式的列寫示例
2.1.4一階對象或環節的特性
2.1.5無量綱化運動方程式
2.2二階對象或環節的動態特性
2.2.1二階對象或環節微分方程式的列寫方法
2.2.2二階對象或環節的特性
2.3純滯後環節
2.4其他特性
2.4.1比例特性
2.4.2積分特性
2.4.3高階特性
2.5典型化工對象（或環節）數學模型的建立
2.5.1連續攪拌槽式（CSTR）反應器
2.5.2帶套管熱電偶
2.5.3氣動薄膜調節閥
2.6拉普拉斯變換和傳遞函式
2.6.1拉氏變換
2.6.2傳遞函式
2.7方塊圖
2.7.1方塊圖的基本符號和聯接
2.7.2方塊圖的變換和簡化
2.7.3利用方塊圖推演對象動態特性示例
2.8信號流圖
2.8.1信號流圖常用術語
2.8.2方塊圖及相應的信號流圖
2.8.3梅遜增益公式
習題
第三章控制系統的時域分析法
3.1典型輸入信號
3.1.1階躍函式
3.1.2脈衝函式
3.1.3斜坡函式
3.1.4正弦函式
3.2控制系統的瞬態回響
3.2.1一階系統的瞬態回響
3.2.2二階系統的瞬態回響
3.2.3二階系統的單位脈衝回響
3.2.4三階系統的單位階躍回響
3.2.5高階系統瞬態回響近似分析
3.2.6主導極點
3.2.7系統穩定的基本條件
3.3勞斯穩定判據
3.3.1系統穩定性的初步判別
3.3.2勞斯判據
3.3.3勞斯判據的特殊情況
3.3.4勞斯判據的套用
3.4控制系統的穩態誤差
3.4.1穩態誤差和誤差傳遞函式
3.4.2控制系統的結構類型
3.4.3給定輸入（參考輸入）下的穩態誤差
3.4.4擾動輸入下的穩態誤差
3.5控制系統瞬態回響性能指標
3.5.1瞬態回響性能指標
3.5.2二階系統瞬態回響性能指標
3.5.3瞬態回響性能指標在s平面上的表示
3.5.4誤差性能指標
3.6常規調節規律及其對系統控制性能的影響
3.6.1常規調節器的調節規律
3.6.2調節器參數對控制過程的影響
習題
第四章控制系統根軌跡分析法
4.1根軌跡法的基本概念
4.2繪製根軌跡圖的基本條件和基本規則
4.2.1繪製根軌跡的相角條件和幅值條件
4.2.2繪製根軌跡的基本規則
4.3根軌跡繪製方法舉例
4.4系統具有純滯後環節時的根軌跡
4.4.1繪製純滯後系統根軌跡的基本條件
4.4.2純滯後系統根軌跡的繪製方法
4.4.3純滯後系統根軌跡繪製示例
4.4.4純滯後環節的近似表示
4.5根軌跡法在控制系統分析和設計中的套用
4.5.1增加開環零點對控制系統的影響——比例微分調節
4.5.2增加開環極點對控制系統的影響
4.5.3比例積分調節
4.5.4控制系統的根軌跡校正方法
習題
第五章控制系統頻率特性分析法
5.1頻率特性及其與傳遞函式的關係
5.1.1頻率特性的基本概念
5.1.2頻率特性與傳遞函式的關係
5.2頻率特性的圖示方法
5.2.1幅相頻率特性（奈魁斯特圖）
5.2.2對數頻率特性（伯德圖）
5.2.3對數幅相頻率特性（尼柯爾斯圖）
5.3奈魁斯特穩定判據
5.3.1映射定理
5.3.2奈魁斯特穩定判據
5.3.3開環極點或零點位於□軸上時的奈魁斯特判據
5.3.4純滯後系統的穩定性
5.3.5多迴路系統的穩定性分析
5.4控制系統的穩定裕量
5.4.1增益裕量和相角裕量
5.4.2相角裕量與過渡過程性能指標的關係
5.4.3調節器調節規律對穩定裕量的影響
5.5閉環頻率特性
5.5.1由開環頻率特性求取閉環頻率特性
5.5.2閉環頻率特性與時域性能指標的關係
5.6頻率法在校正裝置設計中的套用
5.6.1串聯超前（微分）校正
5.6.2串聯滯後（積分）校正
5.7計算機輔助頻域與時域分析
5.7.1控制系統根軌跡圖的繪製
5.7.2控制系統伯德圖的繪製
5.7.3控制系統奈魁斯特圖的繪製
習題
第六章控制系統的狀態空間分析法
6.1引言
6.1.1狀態空間分析法的提出
6.1.2狀態空間分析法的基本概念
6.2動態系統的狀態空間描述
6.2.1狀態空間表達式
6.2.2由系統的物理、化學機理建立狀態空間表達式
6.2.3由系統的輸入輸出關係建立狀態空間表達式
6.2.4由系統方塊圖導出狀態空間表達式
6.2.5狀態空間表達式的線性變換與規範化
6.3動態系統的狀態空間分析
6.3.1線性定常系統齊次狀態方程的解
6.3.2狀態轉移矩陣
6.3.3線性定常系統非齊次狀態方程的解
習題
第七章控制系統的結構特性
7.1李雅普諾夫穩定性分析
7.1.1李雅普諾夫穩定性
7.1.2李雅普諾夫第二方法
7.1.3線性定常連續系統的李雅普諾夫穩定性分析
7.2線性系統的能控性和能觀性
7.2.1能控性與能觀性概念的提出
7.2.2線性定常連續系統能控性定義及其判據
7.2.3線性定常連續系統能觀性定義及其判據
7.2.4能控性與能觀性的對偶原理
7.2.5能控性、能觀性和傳遞函式（陣）的關係
習題
第八章離散控制系統
8.1引言
8.1.1連續信號與離散信號
8.1.2離散系統的基本類型——採樣系統和數字系統
8.1.3離散系統的研究方法
8.2離散系統的信號轉換特性
8.2.1信號的採樣——採樣過程及其數學描述
8.2.2信號復現——採樣定理和保持器
8.3z變換及改進z變換
8.3.1z變換的定義
8.3.2z變換的求法
8.3.3z變換的基本原理
8.3.4z反變換
8.3.5改進z變換
8.4離散系統的經典數學描述
8.4.1差分方程與微分方程的差分化
8.4.2脈衝傳遞函式
8.5，離散系統的經典分析法
8.5.1離散系統的過渡過程分析
8.5.2離散系統的穩定性分析
8.5.3離散系統的根軌跡分析
8.5.4數字調節器的設計
8.6離散系統的狀態空間分析法
8.6.1離散系統狀態空間表達式
8.6.2線性定常離散系統狀態方程的求解
8.7離散系統的結構特性
8.7.1線性定常離散系統的李雅普諾夫穩定性分析
8.7.2線性定常離散系統的能控性和能觀性
習題
第九章非線性控制系統
9.1引言
9.1.1線性系統與非線性系統
9.1.2典型的非線性特性
9.1.3非線性控制系統的特殊現象
9.1.4非線性控制系統的研究方法
9.2描述函式法
9.2.1描述函式法的基本思路
9.2.2非線性特性的描述函式
9.2.3非線性系統的描述函式分析
9.3相平面法
9.3.1相平面法的基本概念
9.3.2相平面圖的特性
9.3.3相平面圖的繪製
9.3.4非線性系統的相平面分析
9.3.5由相平面圖求系統的時間回響
9.4非線性系統的李雅普諾夫穩定性分析
9.4.1克拉索夫斯基法
9.4.2變數梯度法
習題
第十章控制系統的狀態空間設計法
10.1線性系統的狀態反饋控制
10.1.1狀態反饋和輸出反饋的構成特點
10.1.2狀態反饋系統和輸出反饋系統的能控性和能觀性
10.1.3狀態反饋系統的極點配置法
10.2狀態觀測器的設計
10.2.1狀態觀測器的提出
10.2.2狀態觀測器的構造
10.2.3狀態觀測器的極點配置法
10.2.4帶狀態觀測器的狀態反饋系統設計
10.3解耦器的設計
10.3.1系統解耦控制問題
10.3.2前饋補償器解耦
10.3.3狀態反饋解耦
習題
參考文獻
