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內(nèi)容簡介

　　本書結(jié)合作者多年的研究成果和實踐經(jīng)驗，深入講解了PID控制器參數(shù)整定方法和復(fù)雜控制方案設(shè)計策略。書中首先介紹了PID控制器的基礎(chǔ)知識，包括過程控制基本原理、PID控制器發(fā)展簡史、PID參數(shù)影響分析、PID算法改進等，之后結(jié)合實操案例重點講述了PID參數(shù)的Lambda整定方法，最后給出了串級控制、前饋控制、比值控制、超馳控制、分程控制和閥位控制等常見的復(fù)雜控制方案。本書總結(jié)了被實踐廣泛證明的PID參數(shù)整定工程技術(shù)方法，有助于推動PID參數(shù)整定工作的科學(xué)化和規(guī)范化，可供流程工業(yè)現(xiàn)場工程技術(shù)人員閱讀使用，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)高年級本科生和研究生學(xué)習(xí)PID整定、工業(yè)自動化、智能控制的入門參考書。

作者簡介

　　馮少輝，高級工程師，上海華理自動化系統(tǒng)工程有限公司總經(jīng)理，2003年博士畢業(yè)于浙江大學(xué)控制科學(xué)與工程專業(yè)，2005年華東理工大學(xué)博士后。 2005年起主要從事先進控制的項目實施、管理和咨詢等工作。擅長石化、化工、煤化工、精細化工等領(lǐng)域的先進控制及控制回路優(yōu)化。近些年致力于“以科學(xué)化和規(guī)范化使PID 整定大眾化”的工作。

圖書目錄

1 概述 1
1.1 PID仿人智能控制器 4
1.2 復(fù)雜控制和先進控制 5
1.3 全書構(gòu)成 7
2 過程控制基本原理 8
2.1 過程和過程控制 10
2.2 過程控制目的 12
2.2.1 安全第一 12
2.2.2 效益優(yōu)先 12
2.3 過程控制方式 14
2.3.1 開環(huán)控制 14
2.3.2 閉環(huán)控制 14
2.4 動態(tài)過程模型 16
2.4.1 過程階次 16
2.4.2 一階過程 17
2.4.3 高階過程 21
2.4.4 過程作用與控制器作用 23
2.5 過程類型 23
2.5.1 自衡過程 23
2.5.2 積分過程 24
2.5.3 過程類型的閉環(huán)判斷 26
2.6 控制系統(tǒng)性能評估 27
2.6.1 系統(tǒng)過渡過程評估 28
2.6.2 目視最優(yōu)閉環(huán)響應(yīng) 30
3 PID控制器 31
3.1 PID控制器發(fā)展簡史 32
3.1.1 PID與飛球式調(diào)速器 33
3.1.2 從發(fā)明到創(chuàng)新 35
3.1.3 PID控制器大事記 37
3.2 PID參數(shù)影響分析 39
3.2.1 比例控制 40
3.2.2 積分控制 42
3.2.3 比例積分控制 43
3.2.4 微分控制 44
3.2.5 PID控制 45
3.3 PID算法改進 46
3.3.1 PID的形式 46
3.3.2 兩自由度PID 49
3.3.3 不完全微分 51
3.3.4 積分飽和 51
3.3.5 變比例增益PID 52
4 Lambda整定方法 53
4.1 PID參數(shù)整定 54
4.2 整定的目標 56
4.3 自衡對象特性參數(shù)對PID參數(shù)的影響 57
4.3.1 純滯后時間對控制性能的影響 58
4.3.2 模型特性對控制性能的影響 62
4.3.3 自衡對象純比例控制器整定方法 65
4.3.4 自衡對象比例積分控制器整定方法 66
4.4 自衡對象Lambda整定方法 68
4.4.1 自衡對象Lambda整定 69
4.4.2 自衡對象控制模型計算 70
4.4.3 自衡對象Lambda整定實例 72
4.5 積分對象Lambda整定方法 75
4.6 關(guān)于Lambda整定工程方法 80
5 PID參數(shù)整定實操 83
5.1 自衡對象響應(yīng)曲線分析 85
5.2 積分對象響應(yīng)曲線分析 87
5.3 控制回路振蕩的根源 88
5.4 PID參數(shù)整定實例 91
5.4.1 讀懂設(shè)定值階躍響應(yīng)曲線 91
5.4.2 流量控制回路PID參數(shù)整定 93
5.4.3 比例增益嚴重依賴于量程 95
5.4.4 液位控制誤區(qū) 96
5.5 PID參數(shù)整定新口訣 98
5.6 控制回路整定優(yōu)化流程 100
5.7 λ選擇準則 104
6 復(fù)雜控制 105
6.1 概述 106
6.2 串級控制 107
6.2.1 串級控制設(shè)計準則 108
6.2.2 串級控制方案 109
6.2.3 串級控制特點 110
6.2.4 串級控制應(yīng)用 112
6.2.5 串級控制總結(jié) 113
6.3 前饋控制 115
6.3.1 前饋控制的應(yīng)用與定義 115
6.3.2 手動前饋控制 116
6.3.3 自動前饋控制 117
6.3.4 前饋控制設(shè)計準則 117
6.3.5 前饋-反饋聯(lián)合控制 119
6.4 比值控制 122
6.5 超馳控制 126
6.6 分程控制 129
6.7 閥位控制 132
6.7.1 閥位控制的選擇 135
6.7.2 閥位控制應(yīng)用 135
6.8 控制方案設(shè)計案例 137
6.8.1 一個測量值兩個最終控制元件 139
6.8.2 兩個測量值一個最終控制元件 142
6.8.3 控制方案設(shè)計原則 145
6.9 結(jié)論 146
附錄 149
附錄1 Lambda整定方法推導(dǎo) 150
1．自衡對象Lambda整定方法推導(dǎo) 150
2．積分對象Lambda整定方法推導(dǎo) 153
3．積分對象純比例控制 154
4．積分對象比例積分控制 155
附錄2 基于響應(yīng)曲線的控制模型辨識工程方法 156
附錄3 Lambda整定方法的頻域分析 159
附錄4 Lambda整定方法的補充 162
參考文獻 164
后記 165