MATLAB/Simulink與過程控制系統仿真（修訂版） ( 簡體 字) |
| 作者：王正林,郭陽寬 | 類別：1. -> 工程繪圖與工程計算 -> Matlab |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 33410
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| 出版日：9/1/2012 |
| 頁數：360 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121176739 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
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| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：第2版前 言
過程控制是控制理論、生產工藝、計算機技術和儀器儀表等知識相結合的一門綜合性應用學科，理論性、綜合性和實踐性都很強。過程控制系統的仿真是架起理論知識與實踐實際應用之間的重要橋梁，是掌握過程系統分析與設計精髓部分的重要手段。
Simulink是著名的、應用普遍的動態系統仿真工具，Simulink能夠直觀、快捷地構建過程控制系統的方塊圖模型，并在此基礎上進行仿真結果的可視化分析，是進行過程控制系統設計和參數整定的首選仿真工具。
本書包含精講了豐富大量的仿真實例，仿真步驟清晰，讀者能快速上手，扎實掌握。全書篇章結構如下圖所示。
已故恩師汪仁先教授對本書曾給出了許多寶貴的修改意見，在此表示衷心感謝。
對孫一康、李慶祥教授等給予的指導與幫助表示深深的感謝。
由于時間倉促、筆者水平和經驗有限，書中疏漏之處在所難免，敬請讀者指正，我們的郵箱是wa_2003@126.com，。同時也歡迎選用此書的老師來信索取電子教案本書提供相應課件，下載地址為：www.broadview.com.cn，我們的郵箱是wa_2003@126.com。
筆 者
2008年12月于北京
修訂版前言
本書的第1版《過程控制與Simulink應用》、第2版《過程控制工程及仿真——基于MATLAB/Simulink》已被多所院校作為電子信息類課程的教材和教輔參考書，而且由于內容全面、講解細致、實例豐富、簡單易學而深受廣大讀者的喜愛，上市6年多以來長期占據同類書的銷售前列，得到了讀者的認可。
根據讀者的需求和軟件的升級，我們結合MATLAB軟件的最新版本，對全書的內容進行了完善與優化，使之更加適合讀者的需要。
在內容方面，新版主要增加了“MATLAB計算與仿真基礎”部分，以及對“典型工業過程仿真實訓”部分進行了完善。
為了更方便讀者的學習和使用，我們免費提供了本書的源程序和課件，讀者可在www.broadview.com.cn網站的“資源下載”欄目下載。
本書主要由王正林、郭陽寬編寫。其他參與編寫的人員有李穎暉、夏路生、鄒求來、王偉欣、朱桂蓮、肖紹英、鄧祈、劉玉芳、王曉麗、朱艷等。在此對所有參與編寫的人員表示感謝！
對已故恩師汪仁先表示衷心的感謝！
再次對北京科技大學的孫一康教授、清華大學的李慶祥教授等給予的指導與幫助表示深深的感謝。
由于時間倉促，作者水平和經驗有限，書中錯漏之處在所難免，敬請讀者指正，我們的電子郵箱是：wa_2003@126.com。
作 者
2012年盛夏于北京 |
內容簡介：本書以仿真應用為中心，系統、詳細地講述了過程控制系統的仿真，并結合MATLAB/Simulink仿真工具的應用，通過大量經典的仿真實例，全面講述過程控制系統的結構、原理、設計和參數整定等知識。全書分為基礎篇、實戰篇和綜合篇。基礎篇包括過程控制及仿真概述、MATLAB計算與仿真基礎、Simulink仿真基礎、Simulink高級仿真技術，以及過程控制系統建模；實戰篇包括PID控制、串級控制、比值控制、前饋控制、純滯后和解耦控制系統；綜合篇包括典型工業過程仿真實訓。 |
目錄：基礎篇
第1章 過程控制及仿真概述 2
1.1 過程控制系統概述 2
1.1.1 系統結構 2
1.1.2 系統特點 5
1.1.3 系統分類 5
1.2 過程控制系統的性能指標 6
1.2.1 過渡過程性能指標 7
1.2.2 誤差性能指標 8
1.3 過程控制理論的發展現狀 9
1.4 過程控制系統仿真基礎 10
1.4.1 計算機仿真基本概念 11
1.4.2 仿真在過程控制中的應用 12
1.5 MATLAB/Simulink在過程仿真中的優勢 15
1.6 本章小結 16
第2章 MATLAB計算與仿真基礎 17
2.1 MATLAB概述 17
2.1.1 MATLAB發展歷程 17
2.1.2 MATLAB系統構成 18
2.1.3 MATLAB常用工具箱 18
2.2 MATLAB桌面操作環境 19
2.2.1 啟動和退出 19
2.2.2 主菜單 20
2.2.3 命令窗口 24
2.2.4 工作空間 25
2.2.5 文件管理 26
2.2.6 幫助系統 27
2.3 MATLAB數值計算基礎 27
2.3.1 MATLAB數值類型 27
2.3.2 矩陣運算 30
2.4 關系運算和邏輯運算 33
2.5 符號運算 34
2.5.1 符號運算基礎 34
2.5.2 控制系統中常用的符號運算 34
2.6 復數和復變函數運算 35
2.6.1 復數運算基礎 36
2.6.2 拉普拉斯變換及逆變換 39
2.6.3 Z變換及逆變換 40
2.7 MATLAB的圖形繪制 42
2.8 MATLAB程序設計基礎 45
2.8.1 MATLAB程序類型 45
2.8.2 MATLAB程序流程控制 46
2.8.3 MATLAB程序基本設計原則 48
2.9 本章小結 49
第3章 Simulink仿真基礎 50
3.1 Simulink仿真概述 50
3.1.1 Simulink的啟動與退出 50
3.1.2 Simulink模塊庫 51
3.2 Simulink仿真模型及仿真過程 56
3.2.1 Simulink仿真模型組成 56
3.2.2 Simulink仿真的基本過程 57
3.3 Simulink模塊的處理 58
3.3.1 Simulink模塊參數設置 58
3.3.2 Simulink模塊基本操作 60
3.3.3 Simulink模塊連接 62
3.4 Simulink仿真設置 63
3.4.1 仿真器參數設置 64
3.4.2 工作空間數據導入/導出設置 66
3.5 Simulink仿真舉例 67
3.6 本章小結 70
習題與思考 71
第4章 Simulink高級仿真技術 72
4.1 Simulink子系統及其封裝 72
4.1.1 創建子系統 72
4.1.2 封裝子系統 73
4.1.3 封裝的查看和解封裝 75
4.1.4 子系統實例 75
4.2 S函數設計與應用 78
4.2.1 S函數設計模板 78
4.2.2 S函數設計舉例 80
4.3 使用Simulink仿真命令 84
4.4 Simulink仿真建模的要求 85
4.5 Simulink控制系統仿真實例 86
4.6 本章小結 94
習題與思考 94
第5章 過程控制系統建模 95
5.1 過程模型概述 95
5.1.1 過程建模的目的和要求 95
5.1.2 過程模型類型 96
5.1.3 自衡過程與非自衡過程 97
5.2 常見的過程模型類型 97
5.2.1 自衡非振蕩過程 97
5.2.2 無自衡非振蕩過程 98
5.2.3 自衡振蕩過程 99
5.2.4 具有反向特性的過程 99
5.3 過程建模基礎 100
5.3.1 過程建模法分類 100
5.3.2 階躍響應法建模 101
5.3.3 過程模型的特點 105
5.4 單容過程模型 106
5.4.1 無自衡單容過程 106
5.4.2 自衡單容過程 108
5.5 多容過程模型 110
5.5.1 有相互影響的雙容過程 110
5.5.2 無相互影響的雙容過程 112
5.6 模型參數對控制性能的影響 114
5.6.1 靜態增益的影響 115
5.6.2 時間常數的影響 115
5.6.3 時滯的影響 116
5.7 本章小結 116
習題與思考 117
實戰篇
第6章 PID控制 120
6.1 PID控制概述 120
6.2 PID控制算法 121
6.2.1 比例（P）控制 121
6.2.2 比例積分（PI）控制 123
6.2.3 比例微分（PD）控制 125
6.2.4 比例積分微分（PID）控制 127
6.3 PID控制器參數整定 128
6.3.1 Ziegler-Nichols整定法 128
6.3.2 臨界比例度法 134
6.3.3 衰減曲線法 138
6.4 本章小結 142
習題與思考 142
第7章 串級控制系統 144
7.1 串級控制系統概述 144
7.1.1 基本概念 144
7.1.2 基本組成 146
7.1.3 串級控制的特點 147
7.2 串級控制系統性能分析 148
7.2.1 抗擾性能 148
7.2.2 動態性能 150
7.2.3 工作頻率 151
7.2.4 自適應能力 154
7.3 串級控制系統設計 155
7.3.1 副回路選擇 155
7.3.2 主、副控制器的設計 157
7.4 串級控制參數整定 159
7.4.1 逐次逼近法 159
7.4.2 兩步法 160
7.4.3 一步法 160
7.5 綜合仿真實例 161
7.5.1 串級與單回路控制對比仿真 161
7.5.2 串級控制的參數整定仿真 165
7.5.3 串級控制系統設計仿真 167
7.6 本章小結 170
習題與思考 170
第8章 比值控制系統 171
8.1 比值控制系統概述 171
8.1.1 比值控制系統特點 172
8.1.2 比值控制系統的類型 172
8.1.3 比值系數計算 179
8.2 比值控制系統設計 180
8.2.1 比值控制方式的選擇 180
8.2.2 主從物料的選擇 181
8.2.3 比值控制系統工程整定 182
8.3 綜合仿真實例 183
8.3.1 單閉環比值控制系統仿真 183
8.3.2 雙閉環比值控制系統仿真 188
8.3.3 變比值控制系統仿真 192
8.3.4 參數攝動對系統影響仿真 196
8.4 本章小結 199
習題與思考 200
第9章 前饋控制系統 201
9.1 前饋控制系統概述 201
9.1.1 系統結構 201
9.1.2 系統特點 203
9.1.3 系統分類 204
9.2 前饋控制系統設計 212
9.2.1 前饋控制系統選擇原則 212
9.2.2 工程整定 213
9.3 綜合仿真實例 218
9.3.1 靜態前饋系統仿真 219
9.3.2 動態前饋系統仿真 223
9.3.3 前饋-反饋復合系統仿真 228
9.3.4 前饋-串級復合系統仿真 233
9.3.5 參數攝動對系統影響仿真 236
9.4 本章小結 241
習題與思考 241
第10章 純滯后系統 242
10.1 純滯后系統概述 242
10.2 純滯后系統的設計 244
10.2.1 改進的常規控制方案 244
10.2.2 補償控制方案 246
10.3 綜合仿真實例 254
10.3.1 微分先行控制仿真 254
10.3.2 中間微分控制仿真 260
10.3.3 史密斯補償控制仿真 262
10.3.4 增益自適應補償控制仿真 265
10.3.5 改進型史密斯補償控制仿真 271
10.3.6 參數攝動對系統影響仿真 273
10.4 本章小結 278
習題與思考 278
第11章 解耦控制系統 279
11.1 解耦控制系統概述 279
11.1.1 系統特點 280
11.1.2 相對增益 280
11.2 解耦控制系統設計 285
11.2.1 系統分類及解耦方法 285
11.2.2 解耦控制方案 286
11.2.3 解耦控制中的問題 289
11.3 綜合仿真實例 290
11.3.1 前饋補償解耦控制 291
11.3.2 反饋補償解耦控制 296
11.3.3 對角陣解耦控制 300
11.3.4 參數攝動對系統影響仿真 308
11.4 本章小結 312
習題與思考 312
綜合篇
第12章 典型工業過程仿真實訓 316
12.1 燃燒過程控制系統 316
12.1.1 系統特點 316
12.1.2 綜合仿真實例 318
12.2 pH值控制系統 326
12.2.1 系統特點 326
12.2.2 綜合仿真實例 328
12.3 精餾控制系統 336
12.3.1 系統特點 337
12.3.2 基本控制方案 338
12.3.3 綜合仿真實例 341
12.4 本章小結 348
習題與思考 348
參考文獻 349 |
| 序： |
