第1章 緒論 1
1.1 過程控制發展概況 1
1.2 過程控制的特點 3
1.3 過程控制系統的組成及其分類 4
1.3.1 過程控制系統的組成 4
1.3.2 過程控制系統的分類 8
1.4 “過程控制”課程的性質和任務 9
思考題與習題 10
第2章 被控過程特性及其數學模型 11
2.1 被控過程的數學模型 11
2.2 工業過程數學模型建立 12
2.2.1 機理建模方法 12
2.2.2 系統辨識法（實驗模型） 14
2.2.3 混合建模法 15
2.3 單容對象的動態特性 16
2.3.1 自平衡過程的動態特性 16
2.3.2 無自平衡過程的動態特性 18
2.4 多容對象的動態特性 19
2.4.1 具有自平衡能力的雙容過程 19
2.4.2 不具有自平衡能力的雙容過程 21
2.5 用響應曲線法辨識過程的數學模型 22
2.5.1 無滯後壹階慣性環節的參數確定 22
2.5.2 壹階純滯後慣性環節的參數確定 23
2.5.3 二階環節的參數確定 24
2.5.4 n階環節的參數確定 24
2.6 最小二乘法辨識過程的模型 25
思考題與習題 26
第3章 過程控制系統——單回路控制系統的工程設計 27
3.1 過程控制系統工程設計概述 27
3.1.1 對過程控制系統設計的壹般要求 28
3.1.2 過程控制系統設計步驟 28
3.1.3 過程控制系統設計的主要內容 29
3.1.4 過程控制系統設計中的若幹問題 29
3.2 控制方案設計 30
3.2.1 過程控制系統的性能指標 30
3.2.2 被控變量確定 31
3.2.3 控制變量確定 32
3.3 過程控制系統設備選擇 39
3.3.1 測量儀表與傳感器選型原則 39
3.3.2 執行器（調節閥）選擇 42
3.3.3 控制器（調節器）選擇 44
3.4 簡單過程控制系統的投運和控制器參數整定 45
3.4.1 簡單控制系統投運 45
3.4.2 控制器參數整定 46
3.5 單回路控制系統工程設計實例 51
3.5.1 噴霧式幹燥設備控制系統設計 51
3.5.2 貯槽液位控制系統設計 53
思考題與習題 54
第4章 復雜過程控制系統 57
4.1 串級控制 57
4.1.1 串級控制系統的結構與工作過程 57
4.1.2 串級控制系統的特點與分析 59
4.1.3 串級控制系統的設計 64
4.1.4 串級控制系統控制器參數整定 65
4.1.5 串級控制系統的工業應用 67
4.2 前饋控制 69
4.2.1 前饋控制系統的基本概念 69
4.2.2 前饋控制系統的結構 72
4.2.3 前饋控制的選用與穩定性 76
4.2.4 前饋控制系統的工程整定 76
4.2.5 前饋控制系統的工業應用 79
4.3 大滯後補償控制 82
4.3.1 大滯後過程與常規控制方案 82
4.3.2 大滯後過程的預估補償控制 85
4.3.3 大滯後過程的采樣控制 87
4.3.4 大滯後控制系統工業應用舉例 88
4.4 比值控制 92
4.4.1 常用的比值控制方案 93
4.4.2 比值控制系統的設計與整定 95
4.4.3 比值控制系統的工業應用 96
4.5 分程與選擇性控制 97
4.5.1 分程控制系統原理與設計 97
4.5.2 分程控制系統的工業應用 99
4.5.3 選擇性控制系統原理與設計 101
4.5.4 選擇性控制系統的工業應用 103
4.5.5 選擇性控制系統中的積分飽和與防止 103
4.6 多變量解耦控制 105
4.6.1 概述 105
4.6.2 相對增益及其性質 106
4.6.3 復雜過程控制通道的選擇 113
4.6.4 耦合過程控制器參數整定 116
4.6.5 解耦設計 117
4.6.6 解耦控制中的壹些問題 120
4.7 計算機過程控制 122
4.7.1 計算機過程控制系統的組成與特點 123
4.7.2 數字控制器的模擬化設計 126
4.7.3 計算機過程控制系統的設計 135
思考題與習題 139
第5章 先進過程控制 146
5.1 預測控制 146
5.1.1 概述 146
5.1.2 預測控制的基本原理 147
5.1.3 預測控制的實現 152
5.1.4 預測控制的工業應用 153
5.2 模糊控制 158
5.2.1 模糊數學基礎 158
5.2.2 模糊控制器工作原理 163
5.2.3 模糊控制器的設計 166
5.2.4 模糊控制器的改進 172
5.2.5 模糊控制系統的工業應用 174
5.3 神經網絡控制 178
5.3.1 神經元網絡的基本原理與結構 178
5.3.2 神經元網絡的模型 182
5.3.3模糊神經網絡 186
5.3.4 神經網絡控制系統結構 189
5.3.5 基於神經網絡的控制系統設計 191
思考題與習題 198
第6章 聚類融合控制 200
6.1 聚類融合控制的基本概念 200
6.1.1 問題的提出 200
6.1.2 聚類融合控制的基本思想 200
6.2 聚類融合控制系統的結構 201
6.3 模式窗口及時間序列融合 202
6.3.1 模式窗口的概念 202
6.3.2 融合窗口及其選擇 203
6.4 聚類融合控制系統的設計 204
6.4.1 輸入信息空間 204
6.4.2 聚類融合空間 206
6.4.3 類別空間 207
6.4.4 控制輸出空間 208
6.5 類別空間的特性 209
6.5.1 類別空間坐標系統 209
6.5.2 定性類別空間 210
6.5.3 過程行為的基本類別 211
6.5.4 行為空間和行為軌跡 212
6.6 ART在聚類融合控制中的應用 213
6.6.1 ART神經網絡的特點 213
6.6.2 ART-2的參數設計 213
6.7 ART-2應用中的幾個實際問題 218
6.7.1 小幅值分量特征的判別 218
6.7.2 幅值大小的問題 219
6.8 時間序列信息融合的結構 220
6.8.1 集中式和分布式融合 220
6.8.2 用二進制編碼進行二次融合 222
6.9 模糊聚類融合控制 224
6.9.1 模糊控制存在的問題 224
6.9.2 模糊聚類融合控制的基本思想 226
6.9.3 模糊聚類融合控制系統的結構 227
6.9.4 模糊聚類融合控制的設計 228
6.10 聚類融合控制系統的工業應用 229
6.10.1 概述 229
6.10.2 循環流化床鍋爐簡介 229
6.10.3 循環流化床鍋爐燃燒過程聚類融合控制 230
思考題與習題 239
第7章 計算機集散控制系統 240
7.1 概述 240
7.1.1 集散控制系統的組成 240
7.1.2 集散控制系統的特點 242
7.1.3 集散控制系統的發展 242
7.2 集散控制系統的現場控制站 243
7.2.1 參數控制 245
7.2.2 邏輯和順序控制 251
7.2.3 數據監測 254
7.3 集散控制系統的操作員站和工程師站 255
7.3.1 操作員站和工程師站的功能 255
7.3.2 操作員站和工程師站的硬設備 256
7.3.3 操作員站和工程師站的軟件 257
7.4 集散控制系統的網絡與通信 261
7.4.1 概述 261
7.4.2 網絡技術初步 261
7.4.3 信息傳輸技術初步 263
7.4.4 典型系統的通信網絡 265
7.5 集散控制系統的工程化設計 267
7.5.1 工程化設計的特點 267
7.5.2 集散控制系統的方案論證 268
7.5.3 集散控制系統的評估 268
7.5.4 集散控制系統的工程設計 270
思考題與習題 271
第8章 過程控制工程應用實例 272
8.1 化肥廠H2/N2比例控制 272
8.2 氯乙烯精餾過程控制 275
8.3 TDC-3000在聚苯乙烯裝置上的應用 277
8.4 CENTUM系統在合成氨裝置中的應用 282
思考題與習題 284
附錄A 信息融合基礎知識 285
A.1 自適應諧振神經網絡 285
A.1.1 自適應諧振理論 285
A.1.2 ART-2神經網絡 289
A.2 模式識別和聚類分析基礎 295
A.2.1 模式和模式空間 295
A.2.2 模式類和類別空間 295
A.2.3 模式識別 296
A.2.4 聚類分析 296
A.3 多傳感器信息融合 297
A.3.1 多傳感器系統 297
A.3.2 多傳感器的信息融合 298
A.3.3 多傳感器信息融合的方法 301
參考文獻 305