MATLAB\Simulink與過程控制系統(tǒng)仿真（修訂版）

基礎(chǔ)篇
第1章 過程控制及仿真概述
1.1 過程控制系統(tǒng)概述
1.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)
1.1.3 系統(tǒng)分類
1.2 過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
1.2.1 過渡過程性能指標(biāo)
1.2.2 誤差性能指標(biāo)
1.3 過程控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 過程控制系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)
1.4.1 計(jì)算機(jī)仿真基本概念
1.4.2 仿真在過程控制中的應(yīng)用
1.5 MATLAB/Simulink在過程仿真中的優(yōu)勢
1.6 本章小結(jié)
第2章 MATLAB計(jì)算與仿真基礎(chǔ)
2.1 MATLAB概述
2.1.1 MATLAB發(fā)展歷程
2.1.2 MATLAB系統(tǒng)構(gòu)成
2.1.3 MATLAB常用工具箱
2.2 MATLAB桌面操作環(huán)境
2.2.1 啟動(dòng)和退出
2.2.2 主菜單
2.2.3 命令窗口
2.2.4 工作空間
2.2.5 文件管理
2.2.6 幫助系統(tǒng)
2.3 MATLAB數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)
2.3.1 MATLAB數(shù)值類型
2.3.2 矩陣運(yùn)算
2.4 關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算
2.5 符號(hào)運(yùn)算
2.5.1 符號(hào)運(yùn)算基礎(chǔ)
2.5.2 控制系統(tǒng)中常用的符號(hào)運(yùn)算
2.6 復(fù)數(shù)和復(fù)變函數(shù)運(yùn)算
2.6.1 復(fù)數(shù)運(yùn)算基礎(chǔ)
2.6.2 拉普拉斯變換及逆變換
2.6.3 Z變換及逆變換
2.7 MATLAB的圖形繪制
2.8 MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
2.8.1 MATLAB程序類型
2.8.2 MATLAB程序流程控制
2.8.3 MATLAB程序基本設(shè)計(jì)原則
2.9 本章小結(jié)
第3章 Simulink仿真基礎(chǔ)
3.1 Simulink仿真概述
3.1.1 Simulink的啟動(dòng)與退出
3.1.2 Simulink模塊庫
3.2 Simulink仿真模型及仿真過程
3.2.1 Simulink仿真模型組成
3.2.2 Simulink仿真的基本過程
3.3 Simulink模塊的處理
3.3.1 Simulink模塊參數(shù)設(shè)置
3.3.2 Simulink模塊基本操作
3.3.3 Simulink模塊連接
3.4 Simulink仿真設(shè)置
3.4.1 仿真器參數(shù)設(shè)置
3.4.2 工作空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出設(shè)置
3.5 Simulink仿真舉例
3.6 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
第4章 Simulink高級(jí)仿真技術(shù)
4.1 Simulink子系統(tǒng)及其封裝
4.1.1 創(chuàng)建子系統(tǒng)
4.1.2 封裝子系統(tǒng)
4.1.3 封裝的查看和解封裝
4.1.4 子系統(tǒng)實(shí)例
4.2 S函數(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
4.2.1 S函數(shù)設(shè)計(jì)模板
4.2.2 S函數(shù)設(shè)計(jì)舉例
4.3 使用Simulink仿真命令
4.4 Simulink仿真建模的要求
4.5 Simulink控制系統(tǒng)仿真實(shí)例
4.6 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
第5章 過程控制系統(tǒng)建模
5.1 過程模型概述
5.1.1 過程建模的目的和要求
5.1.2 過程模型類型
5.1.3 自衡過程與非自衡過程
5.2 常見的過程模型類型
5.2.1 自衡非振蕩過程
5.2.2 無自衡非振蕩過程
5.2.3 自衡振蕩過程
5.2.4 具有反向特性的過程
5.3 過程建模基礎(chǔ)
5.3.1 過程建模法分類
5.3.2 階躍響應(yīng)法建模
5.3.3 過程模型的特點(diǎn)
5.4 單容過程模型
5.4.1 無自衡單容過程
5.4.2 自衡單容過程
5.5 多容過程模型
5.5.1 有相互影響的雙容過程
5.5.2 無相互影響的雙容過程
5.6 模型參數(shù)對控制性能的影響
5.6.1 靜態(tài)增益的影響
5.6.2 時(shí)間常數(shù)的影響
5.6.3 時(shí)滯的影響
5.7 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
實(shí)戰(zhàn)篇
第6章 PID控制
6.1 PID控制概述
6.2 PID控制算法
6.2.1 比例（P）控制
6.2.2 比例積分（PI）控制
6.2.3 比例微分（PD）控制
6.2.4 比例積分微分（PID）控制
6.3 PID控制器參數(shù)整定
6.3.1 Ziegler-Nichols整定法
6.3.2 臨界比例度法
6.3.3 衰減曲線法
6.4 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
第7章 串級(jí)控制系統(tǒng)
7.1 串級(jí)控制系統(tǒng)概述
7.1.1 基本概念
7.1.2 基本組成
7.1.3 串級(jí)控制的特點(diǎn)
7.2 串級(jí)控制系統(tǒng)性能分析
7.2.1 抗擾性能
7.2.2 動(dòng)態(tài)性能
7.2.3 工作頻率
7.2.4 自適應(yīng)能力
7.3 串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
7.3.1 副回路選擇
7.3.2 主、副控制器的設(shè)計(jì)
7.4 串級(jí)控制參數(shù)整定
7.4.1 逐次逼近法
7.4.2 兩步法
7.4.3 一步法
7.5 綜合仿真實(shí)例
7.5.1 串級(jí)與單回路控制對比仿真
7.5.2 串級(jí)控制的參數(shù)整定仿真
7.5.3 串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真
7.6 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
第8章 比值控制系統(tǒng)
8.1 比值控制系統(tǒng)概述
8.1.1 比值控制系統(tǒng)特點(diǎn)
8.1.2 比值控制系統(tǒng)的類型
8.1.3 比值系數(shù)計(jì)算
8.2 比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8.2.1 比值控制方式的選擇
8.2.2 主從物料的選擇
8.2.3 比值控制系統(tǒng)工程整定
8.3 綜合仿真實(shí)例
8.3.1 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)仿真
8.3.2 雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)仿真
8.3.3 變比值控制系統(tǒng)仿真
8.3.4 參數(shù)攝動(dòng)對系統(tǒng)影響仿真
8.4 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
第9章 前饋控制系統(tǒng)
9.1 前饋控制系統(tǒng)概述
9.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
9.1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)
9.1.3 系統(tǒng)分類
9.2 前饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
9.2.1 前饋控制系統(tǒng)選擇原則
9.2.2 工程整定
9.3 綜合仿真實(shí)例
9.3.1 靜態(tài)前饋系統(tǒng)仿真
9.3.2 動(dòng)態(tài)前饋系統(tǒng)仿真
9.3.3 前饋-反饋復(fù)合系統(tǒng)仿真
9.3.4 前饋-串級(jí)復(fù)合系統(tǒng)仿真
9.3.5 參數(shù)攝動(dòng)對系統(tǒng)影響仿真
9.4 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
第10章 純滯后系統(tǒng)
10.1 純滯后系統(tǒng)概述
10.2 純滯后系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
10.2.1 改進(jìn)的常規(guī)控制方案
10.2.2 補(bǔ)償控制方案
10.3 綜合仿真實(shí)例
10.3.1 微分先行控制仿真
10.3.2 中間微分控制仿真
10.3.3 史密斯補(bǔ)償控制仿真
10.3.4 增益自適應(yīng)補(bǔ)償控制仿真
10.3.5 改進(jìn)型史密斯補(bǔ)償控制仿真
10.3.6 參數(shù)攝動(dòng)對系統(tǒng)影響仿真
10.4 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
第11章 解耦控制系統(tǒng)
11.1 解耦控制系統(tǒng)概述
11.1.1 系統(tǒng)特點(diǎn)
11.1.2 相對增益
11.2 解耦控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
11.2.1 系統(tǒng)分類及解耦方法
11.2.2 解耦控制方案
11.2.3 解耦控制中的問題
11.3 綜合仿真實(shí)例
11.3.1 前饋補(bǔ)償解耦控制
11.3.2 反饋補(bǔ)償解耦控制
11.3.3 對角陣解耦控制
11.3.4 參數(shù)攝動(dòng)對系統(tǒng)影響仿真
11.4 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
綜合篇
第12章 典型工業(yè)過程仿真實(shí)訓(xùn)
12.1 燃燒過程控制系統(tǒng)
12.1.1 系統(tǒng)特點(diǎn)
12.1.2 綜合仿真實(shí)例
12.2 pH值控制系統(tǒng)
12.2.1 系統(tǒng)特點(diǎn)
12.2.2 綜合仿真實(shí)例
12.3 精餾控制系統(tǒng)
12.3.1 系統(tǒng)特點(diǎn)
12.3.2 基本控制方案
12.3.3 綜合仿真實(shí)例
12.4 本章小結(jié)
習(xí)題與思考
參考文獻(xiàn)