过程控制工程(第4版高等学校教材) 俞金寿, 顾幸生 9787040341652 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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俞金寿，顾幸生 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040341652

商品编码：29498819635

包装：平装

出版时间：2012-02-01

基本信息

书名：过程控制工程(第4版高等学校教材)

定价：41.80元

作者：俞金寿, 顾幸生

出版社：高等教育出版社

出版日期：2012-02-01

ISBN：9787040341652

字数：590000

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书由俞金寿、顾幸生编著，本书版于1992年获得第二届普通高等学校教材全国奖，《过程控制工程》第二版于2002年获得全国普通高等学校教材一等奖，《过程控制工程》第三版被评为普通高等教育“十一五”规划教材并荣获2011年上海市普通高校教材一等奖。由俞金寿教授主持的“过程控制工程”课程于2009年被评为国家精品课程。
　　本书在分析过程稳态和动态数学模型的基础上，主要讨论了简单控制系统、复杂控制系统、先进控制系统的结构、原理、特点、适用场合、系统设计及应用等问题，并阐述了过程工业(石化、化工、轻工、医药等)生产过程中典型单元操作的控制方案，还介绍了典型工业生产过程(合成氨过程、常减压过程、催化裂化过程、乙烯过程、聚合过程、生化过程、制浆造纸过程和冶金过程)的控制。本书的特点是基本理论与新的发展并重，理论与实际结合，内容切合信息时代的需要，并力求深入浅出，着重物理概念。
　　本书可作为过程控制课程的教材、继续教育教材或参考书，还可供从事过程控制的自动化工作者和高校师生参考。

目录

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绪论
章 过程动态数学模型
第2章 简单控制系统
第3章 复杂控制系统
第4章 流体输送设备的流量控制
第5章 传热设备的控制
第6章 精馏塔的控制
第7章 化学反应器的控制
第8章 先进控制技术
第9章 工业生产过程监控与操作优化
0章 典型工业生产过程的控制
附录1 工程设计表达与图例符号规定
附录2 控制系统设计文件目录
附录3 自控专业工程设计用标准及规范
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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过程控制工程（第4版高等学校教材） 内容提要： 《过程控制工程（第4版高等学校教材）》是一部系统阐述过程控制基本理论、方法和工程应用的经典著作，旨在为高等院校相关专业学生提供扎实的理论基础和解决实际工程问题的能力。本书在前几版的基础上，紧密结合过程控制技术的最新发展和工业应用的需求，对内容进行了全面的更新和优化，力求内容严谨、体系完整、例证丰富、易于理解。 本书共分为十四章，系统地介绍了过程控制的各个重要方面，从基础概念到高级应用，循序渐进，逻辑清晰。 第一章 绪论 奠定了全书的基调，首先对过程控制的定义、发展历程、研究对象、基本组成以及在现代工业中的重要性进行了阐述。本章着重强调了过程控制在提高产品质量、保证生产安全、降低能耗、提高生产效率等方面不可或缺的作用。此外，还简要介绍了过程控制的发展趋势，为后续章节的学习提供了宏观视角。 第二章 过程的动态特性 是理解和设计过程控制系统的基础。本章深入探讨了各种典型过程的动态响应，包括纯滞后环节、一阶惯性环节、二阶惯性环节以及它们组成的串联或并联系统。通过对微分方程的建立、传递函数的形式以及时域和频域分析方法的介绍，读者能够掌握如何量化和描述一个过程的动态行为。本章特别强调了模型辨识的重要性，为从实验数据建立过程模型提供了理论依据。 第三章 控制系统的基本概念 介绍了过程控制系统中的核心要素和工作原理。本章详细阐述了反馈控制、前馈控制、级联控制等常见的控制结构，并对其各自的优缺点和适用范围进行了分析。同时，还引入了稳定性、灵敏度、精度等关键性能指标，为评价和优化控制系统的性能奠定了基础。 第四章 PID控制器 是过程控制领域应用最为广泛的控制器。本章从PID控制器的基本原理出发，详细介绍了比例（P）、积分（I）、微分（D）三个分量的作用及其对系统动态响应的影响。在此基础上，本书系统地讲解了PID控制器的参数整定方法，包括经验整定法（如临界比例度法、衰减震荡法）、理论整定法（如Ziegler-Nichols法、IMC法）等，并结合实际案例说明了如何在不同工况下选择和优化PID参数。 第五章 控制系统的稳定性分析 是过程控制工程中至关重要的一环。本章介绍了判断控制系统稳定性的几种常用方法，包括代数稳定判据（如劳斯判据）和频率稳定判据（如奈奎斯判据、幅相裕度、相角裕度）。通过对这些方法的深入讲解，读者能够理解系统不稳定可能带来的后果，并掌握如何通过设计或调整控制器来保证系统的稳定性。 第六章 控制系统的性能指标与时域分析 进一步量化和评估控制系统的性能。本章定义了诸如超调量、调节时间、稳态误差等时域性能指标，并探讨了不同控制算法和参数整定对这些指标的影响。通过分析系统对典型输入信号（如单位阶跃信号）的响应，读者能够直观地理解控制器的作用以及系统性能的优劣。 第七章 控制系统的频域分析 提供了另一种分析和设计控制系统性能的视角。本章介绍了频率响应的概念，包括幅频特性和相频特性，并讲解了如何通过伯德图等图形工具来分析系统的频率响应。此外，本章还阐述了幅相裕度、相角裕度等频域性能指标，以及它们与时域性能指标之间的关系，为理解系统的鲁棒性和稳定性提供了重要的理论工具。 第八章 现代控制理论基础 引入了更先进的控制理论框架。本章概述了状态空间法，介绍了系统的状态方程和输出方程，并讲解了如何从传递函数转换为状态空间模型以及状态反馈的概念。本章为理解和设计更复杂的控制系统，如最优控制和预测控制，打下了理论基础。 第九章 PID控制器整定进阶 在PID控制器的基础上，进一步探讨了更高级的整定策略和技术。本章介绍了一些改进型的PID控制器，如PI/PD控制器、比例微分（PD）控制器、比例积分（PI）控制器以及三 PID控制器。此外，还讨论了自适应PID控制和模糊PID控制等智能控制技术，展示了PID控制器在应对非线性、时变过程时的强大能力。 第十章 预测控制 是现代过程控制中一种重要的先进控制策略。本章详细介绍了模型预测控制（MPC）的基本原理，包括模型的建立、预测模型的构建、滚动优化以及控制律的生成。本章通过生动的案例分析，展示了MPC在处理多变量耦合、约束条件等复杂问题上的优势，是现代过程控制领域的重要内容。 第十一章 串级控制、前馈控制与比值控制 深入探讨了几种在实际工业过程中广泛应用的复杂控制结构。本章系统地讲解了串级控制的原理、结构设计和参数整定，以及如何利用前馈控制来提高系统的抗扰性能。此外，还介绍了比值控制在化工、能源等行业中的应用，帮助读者掌握这些高级控制策略的设计与实现。 第十二章 计算机控制系统的基本组成与实现 将理论知识与工程实践紧密结合。本章介绍了计算机控制系统的硬件组成，包括传感器、执行器、控制器（如DCS、PLC）等，并阐述了数据采集、信号处理、控制算法实现等关键技术。本章还探讨了数字控制系统的基本原理，如采样、量化和数字滤波，为读者理解计算机在过程控制中的作用提供了清晰的脉络。 第十三章 生产过程的自动化与智能化 展望了过程控制的未来发展方向。本章讨论了自动化生产线的构建、多级协调控制、以及如何利用大数据、人工智能等技术实现过程的智能化。本章强调了从传统的自动化向智能化、网络化、服务化转型的趋势，为读者理解未来过程控制的发展提供了深刻的洞察。 第十四章 过程控制工程的应用实例 通过一系列实际工业过程的控制系统设计案例，巩固和提升读者的工程实践能力。本章涵盖了炼油、化工、电力、冶金等多个领域的典型应用，如连续催化裂化装置的控制、乙烯裂解炉的温度控制、锅炉负荷的自动调节等。每一个案例都详细分析了过程特性、控制目标、控制方案选择、控制器设计和参数整定，使读者能够学以致用，将理论知识应用于解决实际工程问题。 本书语言严谨，逻辑清晰，配有丰富的例题和习题，有助于读者深入理解过程控制的理论知识，并提高解决实际工程问题的能力。本书内容既适合作为高等学校化工、自动化、机械、电子等相关专业本科生和研究生的教材，也可供从事过程控制工程的技术人员作为参考和进修之用。通过学习本书，读者将能够掌握过程控制系统的设计、分析和优化方法，为未来在工业自动化领域的发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的阅读体验并非总是轻松愉快的，它更像是一部需要耐心和毅力去啃噬的学术经典。它的语言风格非常严谨、精确，几乎没有多余的修饰，每个句子都承载着明确的知识点和逻辑关系，这对于需要精确信息的专业人士来说是优点，但对于初次接触的读者来说，可能会感到有些晦涩难懂。我记得在对比不同控制器时，作者们习惯性地会引用大量的权威文献和早期研究成果，这虽然增强了内容的权威性，但也使得章节的密度非常大。如果你指望通过快速浏览就能掌握其精髓，那几乎是不可能的任务。真正领会这本书的精髓，需要反复阅读、结合自己的专业领域进行推演和验证。它不是一本可以“速成”的书，更像是一部需要长期供奉在案头，在遇到具体技术难题时随时翻阅、寻求深刻解答的“工具书”，其深度和广度，确保了它在未来许多年内，依然是过程控制领域不可绕开的一座里程碑式的存在。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，其实更像是一场与理论的“搏斗”，尤其是在学习到先进控制方法的那一部分，比如状态观测器和最优控制的章节，感觉自己像是重新回到了研究生入学考试前的状态。作者们在讲解LQR（线性二次型调节器）时，对代价函数的选择和权重矩阵的设定对控制性能的巨大影响进行了细致的阐述，这要求读者不仅要理解最优化的数学原理，还要对系统的物理限制有深刻的洞察力。我记得当时为了理解“状态反馈”和“观测器反馈”的结合是如何保证系统渐近稳定的，我不得不反复对照书中的定理和推论，光是自己手算一个简单的二阶系统，就花了好几个小时来验证书上的结论。坦白说，对于那些只求“会用”软件包进行初步建模的初学者来说，这本书的门槛可能偏高，但对于那些立志于从事控制算法研发、或者希望理解底层控制理论的人来说，这本书的价值就体现出来了——它为你提供了拆解复杂系统的底层工具箱，让你有能力去“创造”新的控制策略，而不是仅仅停留在应用层面。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这套教材，最直观的感受就是它的体系结构搭建得非常“工整”，简直像一座精心规划的城市蓝图。从最基础的动态特性描述，到经典控制（频域和时域），再到现代控制理论的华章，逻辑衔接得异常顺畅。我特别欣赏它在介绍经典控制方法时，并没有草草了事，而是花了大量篇幅去深入剖析了奈奎斯特图和根轨迹法背后的稳定性判据的几何意义。很多其他教材可能直接告诉你“右半平面有极点就是不稳定”，但这本书会告诉你为什么，以及在实际操作中，如何通过调整参数来“迫使”这些极点迁移到左半平面。这种深度解析，极大地提升了我们对控制系统鲁棒性的直观理解。而且，书中穿插的那些案例分析，虽然文字描述相对学术化，但它们往往都对应着工业界常见的瓶颈问题，比如如何处理测量延迟、如何应对过程非线性和饱和效应。对于我这种习惯了“知其然更要知其所以然”的学习者来说，这种详尽的理论支撑和工程背景的结合，让这本书的价值远超了一本普通的教科书，它更像是一份带有深厚学术功底的工程手册。

评分☆☆☆☆☆

这本《过程控制工程（第4版）》真的是本“厚砖头”，拿在手里沉甸甸的，光是翻开第一章，就能感受到作者们在内容深度上的那种“不留情面”。我本来以为是那种泛泛而谈的入门读物，结果，嚯，差点被那些密密麻麻的数学推导给“劝退”了。特别是讲到系统辨识那块，什么ARMAX模型、状态空间表示，感觉就像是直接把我拉进了真实的项目现场，让你不得不去理解那些参数背后的物理意义，而不是死记硬背公式。这本书的优势就在于它没有回避复杂性，它假设你是有一定基础的，然后一步步把你带到更深的层次。我记得有一次调试一个复杂的反馈回路，脑子里一直卡在PID的参数整定上，翻到书中专门讲抗干扰和前馈控制的那一章，突然茅塞顿开，原来单纯的PID在面对大滞后和强耦合系统时，早就不是最优解了。作者们似乎很擅长用最严谨的数学语言来解释最头疼的工程实际问题，对于那种想把理论吃透、想在实际生产线上真正做出点“名堂”来的工程师或者学生来说，这本书简直就是一本“武功秘籍”，虽然前期修炼过程会比较枯燥，但一旦打通任督二脉，那感觉绝对是醍醐灌顶，让你对“控制”二字有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个显著特点是它对“工程实现”的关注度非常高，这一点从大量的图表和仿真结果中就能看出来。不像某些理论书籍只停留在“理想模型”的讨论上，作者们非常务实地讨论了实际工程中传感器噪声、执行器死区、以及模型失配等问题对控制性能的影响。比如，书中对数字控制系统的离散化误差和采样周期的选择给出了明确的指导原则，这在实际DCS或PLC编程中是至关重要的经验数据。我个人认为，这本书的编写者显然是拥有多年一线工程经验的专家，他们深知理论上的“完美”与现实中的“妥协”之间的巨大鸿沟。这种“脚踏实地”的写作风格，使得书中的每一页内容都充满了实操的价值。它不是那种“空中楼阁”式的理论展示，而是真正为那些需要在高温、高压、高速环境下进行过程调优的人员量身打造的指南，它教会你如何用最“笨”但最可靠的方法，去解决那些最“刁钻”的实际工程难题。