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绪论1

第一章 典型工业过程控制器的设计与应用6

第一节 压力控制系统的控制器设计与应用6

一、Bang-Bang控制与切换曲面6

二、变结构控制系统8

三、催化稳定塔顶压力双模控制器设计与应用10

四、加热炉瓦斯压力控制器设计与应用12

第二节 小本体聚丙烯聚合釜的压力控制器的设计与应用14

一、概述14

二、工艺简介14

三、控制方案的设计14

四、聚合釜的压力程序控制15

五、应用效果20

第三节 液面控制系统控制器的设计与应用20

一、延迟焦化分馏塔底液面控制器的设计与应用20

二、Ⅱ糠醛塔-2／A液面控制器的设计与应用26

第四节 气压机防喘振控制器的设计与应用28

一、概述28

二、控制系统的实施28

三、流量的计算及快开、慢关功能的软件实现30

四、对轴流风机控制系统的改造32

五、应用效果33

第五节 利用回归方程在汽油、航煤质量控制中控制器的设计与应用33

一、概述33

二、工艺简介34

三、控制方案构成34

四、程序的编制36

五、应用效果37

第六节 加热炉出口温度控制器的设计与应用38

一、概述38

二、工艺简介38

三、控制方案构成38

四、控制系统分析39

五、应用效果41

第七节 糠醛装置塔-3A液面与炉-3出口温度控制系统综合设计与实施42

一、工艺简介42

二、控制系统分析42

三、控制系统的设计与组成43

四、应用效果45

第二章 PID参数自整定控制器技术46

第一节 KMM自整定控制器（STC）46

第二节 FOXBORO—EXACT自整定PID控制器47

一、专家法的算法47

二、特性识别人工智能化47

三、自整定控制器的操作49

四、具体的参数设定50

五、预整定的使用方法51

六、非线性功能（NLN）52

第三节 YEWSERIES-80专家自整定控制器52

一、概述52

二、开发目的及特点52

三、STC的工作原理53

四、STC的动作55

第四节 东芝TOSDIC2自由度PID自整定控制器56

一、概述56

二、用户宗旨及特点57

三、软件包57

第五节 TDCS3000-SSC自整定控制器61

一、概述61

二、自整定功能62

第六节 应用范围64

第三章 基于熟练操作员知识的专家智能控制器的研究设计与应用65

第一节 PID算式的研究65

一、PID控制算法66

二、PID算法的改进71

三、PID控制器参数的整定及采样周期的选择73

第二节 仿人智能的研究78

一、仿人智能控制的原理与结构78

二、仿真实例84

三、仿人智能控制器的应用实例84

四、应用效果85

第三节 智能控制简介86

一、智能控制及其研究对象和数学工具86

二、智能控制系统88

三、智能控制的发展概况89

第四节 专家智能控制简介90

一、专家智能控制的基本概念与方法91

二、专家控制器93

第五节 基于熟练操作员知识的专家控制器的基本算法93

一、主环大偏差程序94

二、副环大偏差程序96

三、阀位上、下限自适应调整功能的实现97

四、抑制大的干扰及安全保护功能的实现103

五、抑制干扰的二段智能阀位功能的实现106

六、进料量、瓦斯压力等前馈变量的功能实现106

七、主、副参数变化速率功能的实现107

八、开关功能的实现109

第四章 无模型控制器在生产实践中的应用114

第一节 无模型控制理论基础114

一、建模与控制一体化途径114

二、无模型控制律一般形式的收敛性分析124

三、理论的某些补充134

第二节 I/AS软模块142

一、独立模块IND142

二、纯滞后模块DTIME145

三、超前滞后模块LLAG145

第三节 无模型控制器（NMAC）和PID控制器控制能力的比较分析149

一、无模型控制律的适应能力149

二、无模型控制律的收敛性能151

三、无模型控制律的抗干扰性能和解耦能力152

四、无模型控制律克服大时滞的性能153

五、小结155

第四节 无模型控制器、仿人智能控制器、PID控制器仿真比较155

第五节 无模型控制器在生产上的应用157

一、常压塔一线温度控制157

二、Ⅱ糠醛炉-1加热炉温度控制系统160

三、无模型控制器在其他场合的应用174

第五章 UMCA控制算法与UCS控制系统178

第一节 UMCA控制算法178

一、具有纯滞后环节的模型建立179

二、复杂算法的建立179

三、PID参数的改进180

第二节 UCS控制系统软件及硬件组成181

一、UMCA控制系统软件181

二、硬件组成182

第三节 UCS控制系统182

一、UCS-6000DCS182

二、UCS-6600DCS183

第四节 UMCA控制技术应用场合及其对比189

一、UMCA控制技术应用形式189

二、UMCA控制技术与PID控制技术、无模型控制技术的比较190

第五节 UMCA控制技术在DCS与工控机的通信设计与实现191

一、概述191

二、硬件平台191

三、软件平台191

四、总体设计192

五、功能运行程序的主要功能192

六、运行效果193

第六节 某炼化总厂糠醛装置UCS控制系统193

一、润滑油糠醛精制装置UCS控制系统应用193

二、糠醛装置UCS控制系统详细设计方案197

第七节 UCS-6000系统维护方法202

一、控制器维护202

二、HMI（人—机界面）维护203

三、UCS控制系统操作规程与维护规程206

第八节 某炼油厂单塔汽提装置UCS-6000应用207

第九节 控制器参数209

一、UMCCA控制器参数209

二、Smith算法参数211

三、UCS控制器参数211

第六章 模型预测控制及应用实例222

第一节 模型预测控制222

一、模型预测控制的基本概念222

二、单变量动态矩阵控制225

三、多变量动态矩阵控制229

四、模块多变量预测控制230

第二节 模块多变量预测控制及在羰基合成反应器中的应用237

一、简介237

二、羰基合成反应器的控制问题2

三、模块多变量预测控制算法239

四、应用242

第三节 常压加热炉的先进控制与优化244

一、常压加热炉的控制244

二、某厂东蒸馏装置常压加热炉工艺及其控制系统246

三、PID控制器参数的自动整定248

四、4路支管温度平衡控制249

五、常压加热炉出口总管温度的阶梯式广义预测控制251

六、常压加热炉出口总管温度的模块多变量预测控制255

七、常压加热炉燃烧优化261

八、常压加热炉在线燃烧优化控制264

九、工业锅炉在线燃烧优化273

十、广义预测控制（GPC）算法与UMCCA控制算法的合成应用277

参考文献282