热工过程自动控制 (第2版)
出版时间：2008
丛编项： 清华大学能源动力系列教材
内容简介
以能源动力系统为背景，介绍自动控制的基本原理，详细讨论了在能源动力系统控制中占有统治地位的PID控制的分析、整定方法。介绍了高度自动化的大型火电组的主要控制系统，简要叙述了现代控制理论和离散控制系统的基本内容，并对目前研究发展的主要先进策略进行了分析和说明。《清华大学能源动力系列教材：热工过程自动控制（第2版）》可作为能源动力类专业大学本科生学习自动控制原理和过程控制的教材，也可供研究生和从事热工过程控制的科研人员和工程技术人员参考。
目录
第1章热工过程自动控制概述
1.1自动控制系统的基本结构
1.2自动控制系统中的基本参数
1.3控制系统的静态特性和动态特性
1.4控制系统的分类
1.5控制系统的质量评定
习题
第2章自动控制系统的数学描述
2.1拉普拉斯变换
2.1.1拉氏变换的定义
2.1.2拉氏变换的主要性质
2.1.3常用函数的拉氏变换
2.1.4拉氏反变换
2.1.5利用拉氏变换解微分方程
2.2系统的动态特性
2.2.1微分方程
2.2.2传递函数
2.2.3输入响应法
2.2.4频率响应法
2.2.5状态变量表示法
2.3环节的连接方式和典型环节的动态特性
2.3.1环节的基本连接方式
2.3.2典型环节的动态特性
2.4物理系统传递函数的推导
2.4.1系统的方框图表示
2.4.2方框图的等效变换
2.4.3求RLC电路传递函数的等效阻抗法
2.5信号流图
2.5.1信号流图的结构和术语
2.5.2信号流图的画法
2.5.3信号流图的化简
2.5.4梅逊公式
习题
第3章系统分析
3.1系统分析的基本概念
3.1.1系统分析的一般方法
3.1.2系统的传递函数和系统的稳定性
3.1.3传递函数的分子对瞬态响应的影响
3.1.4反馈控制系统对不同扰动的响应特性
3.2劳斯稳定判据
3.2.1系统稳定的必要而不充分条件
3.2.2劳斯判据
3.2.3劳斯判据用于低阶系统
3.2.4劳斯判据的推广
3.3奈奎斯特稳定判据
3.3.1幅角定理
3.3.2奈氏准则
3.3.3广义频率特性
3.3.4对数坐标图——伯德图
3.3.5最小相位系统及其稳定性裕度
3.4一阶系统分析
3.4.1一阶系统的瞬态响应
3.4.2一阶系统的过渡时间
3.5二阶系统分析
3.5.1二阶系统的稳定性分析
3.5.20<ξ<1时典型二阶系统分析
3.5.3二阶系统的频率特性
3.5.4一般二阶系统分析
3.6高阶系统分析
3.6.1闭环主导极点
3.6.2高阶系统的瞬态响应分析
3.7系统分析的根轨迹法
3.7.1根轨迹的基本概念
3.7.2根轨迹的作图规则
3.7.3含有纯迟延环节系统的根轨迹
习题
第4章热工过程自动调节系统的分析和整定
4.1热工对象的动态特性
4.1.1热工对象动态特性的特点
4.1.2用特征参数近似表示对象的动态特性
4.1.3热工对象的传递函数
4.1.4由飞升曲线求取传递函数中的参数
4.1.5热工对象的频率特性
4.2调节规律和调节器
4.2.1三种基本调节规律
4.2.2工业调节器的动态特性
4.3单回路调节系统的分析
4.3.1稳定性分析
4.3.2调节系统的静态偏差
4.3.3调节系统的动态偏差
4.3.4调节系统的调节时间
4.4单回路调节系统的整定
4.4.1保证稳定性指标的计算整定方法
4.4.2图表整定法
4.4.3实验整定法
4.5利用根轨迹法整定调节系统
4.5.1采用P调节器的系统的根轨迹法整定
4.5.2采用PD调节器的系统的根轨迹法整定
4.5.3采用PI调节器的系统的根轨迹法整定
4.5.4采用PID调节器的系统的根轨迹法整定
4.6复杂调节系统
4.6.1串级调节系统
4.6.2前馈反馈控制系统
4.6.3解耦控制
4.6.4纯迟延补偿
习题
第5章火力发电厂大型单元机组自动控制系统
5.1火力发电厂大型单元机组的生产过程及其自动控制
5.1.1单元机组的生产过程
5.1.2单元机组自动控制系统的组成
5.1.3单元机组自动控制系统中的协调控制级
5.1.4单元机组自动控制系统中的基础控制级
5.2单元机组负荷控制系统
5.2.1单元机组动态特性
5.2.2锅炉跟随汽轮机的负荷调节系统
5.2.3汽轮机跟随锅炉的负荷调节系统
5.2.4协调控制方式
5.2.5实际负荷控制系统举例
5.3单元机组汽包锅炉燃烧控制系统
5.3.1汽压被控对象的生产过程
5.3.2汽压被控对象的动态特性
5.3.3燃料量控制子系统
5.3.4送风量控制子系统
5.3.5引风量控制子系统
5.3.6燃烧调节系统的整定
5.4给水控制系统
5.4.1汽包水位被控对象的动态特性
5.4.2前馈反馈给水调节系统
5.4.3串级给水调节系统
5.4.4全程给水调节系统
5.5汽温控制系统
5.5.1过热汽温被控对象的动态特性
5.5.2串级过热汽温控制系统
5.5.3过热汽温控制系统的工程设计实例
5.5.4改善过热汽温调节性能的措施
5.6超临界压力机组控制系统
5.6.1超临界锅炉的特点
5.6.2超临界机组的动态特性
5.6.3超临界机组的控制策略
5.7循环流化床控制系统
5.7.1CFB原理和特点
5.7.2CFB的动态特性
5.7.3CFB控制的原则方案
习题
第6章控制系统的状态空间分析方法
6.1用状态空间方法描述系统的动态特性
6.1.1基本概念
6.1.2系统特性的状态变量描述方法
6.1.3物理系统状态变量的选取
6.1.4传递函数和状态空间描述
6.1.5状态空间表达式的变换
6.2线性定常系统的运动分析
6.2.1矩阵指数
6.2.2状态方程的求解
6.2.3线性定常系统的状态转移阵
6.2.4线性定常系统的稳定性
6.3系统的可控性和可观性
6.3.1线性定常系统的可控性
6.3.2线性定常系统的可观性
6.3.3线性系统的结构分解
6.3.4可控性可观性和传递函数的关系
6.4线性系统的状态反馈控制
6.4.1状态反馈的基本概念
6.4.2状态反馈控制系统的极点配置
6.4.3稳态性能的改进
6.5最优控制概述
6.5.1最优控制的提法
6.5.2最优控制的基本关系式
6.5.3线性系统的二次型最优控制
6.5.4线性定常系统的无限时间最优控制
6.5.5输出最优调节器
习题
第7章离散控制系统
7.1离散控制系统的基本结构
7.1.1离散控制系统的结构
7.1.2连续信号的采样
7.1.3连续信号的恢复
7.2z变换
7.2.1z变换的定义
7.2.2z变换的性质
7.2.3z变换的求取方法
7.2.4z反变换
7.3离散系统的数学描述
7.3.1差分方程
7.3.2脉冲传递函数
7.3.3离散系统的脉冲响应
7.3.4离散系统的方框图表示
7.3.5利用方框图求脉冲传递函数或输出z变换
7.4离散系统的稳定性
7.4.1脉冲传递函数极点与系统稳定性
7.4.2代数准则
7.4.3频率准则
7.4.4采样时间T对系统稳定性的影响
7.5广义z变换及其应用
7.5.1广义z变换
7.5.2含有纯迟延的控制系统的分析
7.5.3连续时间环节在非采样时刻的输出
7.6数字控制器的设计
7.6.1离散控制系统设计的一般方法
7.6.2最少拍控制系统
7.6.3无波纹的最少拍控制系统
7.6.4以最少拍系统为基础的最小方差控制
7.7模拟调节器的数字模拟
7.7.1理想PID调节规律的实现
7.7.2离散PID调节系统的试验整定
7.7.3PID控制算法的发展
7.7.4PID调节规律的脉冲传递函数
7.8含有纯滞后对象的控制系统
7.8.1Dahlin算法
7.8.2振铃现象及其消除
7.9D（z）在数字计算机上的实现
7.9.1直接程序计算法
7.9.2串联程序计算法
7.9.3并联程序计算法
习题
第8章先进过程控制系统简介
8.1预测控制
8.1.1预测控制的基本原理
8.1.2模型算法预测控制
8.1.3动态矩阵控制
8.1.4广义预测控制
8.2自适应控制
8.2.1模型参考自适应控制
8.2.2自校正控制
8.2.3PID参数的自整定
8.3智能控制概述
8.3.1专家控制系统与专家控制器
8.3.2模糊控制
8.3.3神经网络控制
习题
参考文献
