PID参数整定与复杂控制

图书标准信息

• 作者 冯少辉 著
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2024-02
• 版次 1
• ISBN 9787122441249
• 定价 68.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 166页
• 字数 186千字

【内容简介】

本书结合作者多年的研究成果和实践经验，深入讲解了PID控制器参数整定方法和复杂控制方案设计策略。书中首先介绍了PID控制器的基础知识，包括过程控制基本原理、PID控制器发展简史、PID参数影响分析、PID算法改进等，之后结合实操案例重点讲述了PID参数的Lambda整定方法，最后给出了串级控制、前馈控制、比值控制、超驰控制、分程控制和阀位控制等常见的复杂控制方案。
  本书总结了被实践广泛证明的PID参数整定工程技术方法，有助于推动PID参数整定工作的科学化和规范化，可供流程工业现场工程技术人员阅读使用，也可作为高等院校相关专业高年级本科生和研究生学习PID整定、工业自动化、智能控制的入门参考书。

【作者简介】

冯少辉，高级工程师，上海华理自动化系统工程有限公司总经理，2003年博士毕业于浙江大学控制科学与工程专业，2005年华东理工大学博士后。 2005年起主要从事先进控制的项目实施、管理和咨询等工作。擅长石化、化工、煤化工、精细化工等领域的先进控制及控制回路优化。近些年致力于“以科学化和规范化使PID 整定大众化”的工作。

【目录】

1  概述 1

1.1  PID仿人智能控制器 4

1.2  复杂控制和先进控制 5

1.3  全书构成 7

2  过程控制基本原理 8

2.1  过程和过程控制 10

2.2  过程控制目的 12

2.2.1  安全第一 12

2.2.2  效益优先 12

2.3  过程控制方式 14

2.3.1  开环控制 14

2.3.2  闭环控制 14

2.4  动态过程模型 16

2.4.1  过程阶次 16

2.4.2  一阶过程 17

2.4.3  高阶过程 21

2.4.4  过程作用与控制器作用 23

2.5  过程类型 23

2.5.1  自衡过程 23

2.5.2  积分过程 24

2.5.3  过程类型的闭环判断 26

2.6  控制系统性能评估 27

2.6.1  系统过渡过程评估 28

2.6.2  目视最优闭环响应 30

3  PID控制器 31

3.1  PID控制器发展简史 32

3.1.1  PID与飞球式调速器 33

3.1.2  从发明到创新 35

3.1.3  PID控制器大事记 37

3.2  PID参数影响分析 39

3.2.1  比例控制 40

3.2.2  积分控制 42

3.2.3  比例积分控制 43

3.2.4  微分控制 44

3.2.5  PID控制 45

3.3  PID算法改进 46

3.3.1  PID的形式 46

3.3.2  两自由度PID 49

3.3.3  不完全微分 51

3.3.4  积分饱和 51

3.3.5  变比例增益PID 52

4  Lambda整定方法 53

4.1  PID参数整定 54

4.2  整定的目标 56

4.3  自衡对象特性参数对PID参数的影响 57

4.3.1  纯滞后时间对控制性能的影响 58

4.3.2  模型特性对控制性能的影响 62

4.3.3  自衡对象纯比例控制器整定方法 65

4.3.4  自衡对象比例积分控制器整定方法 66

4.4  自衡对象Lambda整定方法 68

4.4.1  自衡对象Lambda整定 69

4.4.2  自衡对象控制模型计算 70

4.4.3  自衡对象Lambda整定实例 72

4.5  积分对象Lambda整定方法 75

4.6  关于Lambda整定工程方法 80

5  PID参数整定实操 83

5.1  自衡对象响应曲线分析 85

5.2  积分对象响应曲线分析 87

5.3  控制回路振荡的根源 88

5.4  PID参数整定实例 91

5.4.1  读懂设定值阶跃响应曲线 91

5.4.2  流量控制回路PID参数整定 93

5.4.3  比例增益严重依赖于量程 95

5.4.4  液位控制误区 96

5.5  PID参数整定新口诀 98

5.6  控制回路整定优化流程 100

5.7  λ选择准则 104

6  复杂控制 105

6.1  概述 106

6.2  串级控制 107

6.2.1  串级控制设计准则 108

6.2.2  串级控制方案 109

6.2.3  串级控制特点 110

6.2.4  串级控制应用 112

6.2.5  串级控制总结 113

6.3  前馈控制 115

6.3.1  前馈控制的应用与定义 115

6.3.2  手动前馈控制 116

6.3.3  自动前馈控制 117

6.3.4  前馈控制设计准则 117

6.3.5  前馈-反馈联合控制 119

6.4  比值控制 122

6.5  超驰控制 126

6.6  分程控制 129

6.7  阀位控制 132

6.7.1  阀位控制的选择 135

6.7.2  阀位控制应用 135

6.8  控制方案设计案例 137

6.8.1  一个测量值两个最终控制元件 139

6.8.2  两个测量值一个最终控制元件 142

6.8.3  控制方案设计原则 145

6.9  结论 146

附录 149

附录1  Lambda整定方法推导 150

1．自衡对象Lambda整定方法推导 150

2．积分对象Lambda整定方法推导 153

3．积分对象纯比例控制 154

4．积分对象比例积分控制 155

附录2  基于响应曲线的控制模型辨识工程方法 156

附录3  Lambda整定方法的频域分析 159

附录4  Lambda整定方法的补充 162

参考文献 164

后记 165