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前言
第1章　自动控制系统的基本概念1
1.1　自动控制系统的组成1
1.1.1　人工控制的模拟和发展1
1.1.2　自动控制系统的流程图1
1.1.3　自动控制系统的组成4
1.2　自动控制系统的框图及分类5
1.2.1　自动控制系统的框图5
1.2.2　负反馈和闭环系统5
1.2.3　自动控制系统的分类6
1.3　自动控制系统的过渡过程及品质指标6
1.3.1　自动控制系统的静态和动态6
1.3.2　自动控制系统的过渡过程7
1.3.3　自动控制系统的品质指标8
第2章　被控对象的数学模型10
2.1　被控对象的数学模型及其作用10
2.2　被控对象建模方法11
2.2.1　机理演绎法11
2.2.2　试验辨识法11
2.2.3　混合法12
2.3　被控对象数学模型的建立13
2.3.1　解析法建立被控对象的数学模型13
2.3.2　试验辨识法建立被控对象的数学模型20
2.4　空调房间温湿度对象的数学模型27
2.4.1　空调房间温度对象的数学模型27
2.4.2　房间温度对象的响应曲线28
2.4.3　空调房间空气湿度对象的数学模型30
2.4.4　喷淋室露点温度的响应曲线31
第3章　测量变送器及其特性32
3.1　自动检测仪表的基本知识32
3.1.1　自动检测仪表的基本组成32
3.1.2　测量误差的基本知识35
3.1.3　自动检测仪表的基本技术性能37
3.1.4　自动检测仪表的分类38
3.2　温度测量变送器39
3.2.1　温度测量常用的方法39
3.2.2　热电偶温度传感器39
3.2.3　热电阻温度传感器44
3.2.4　其他温度传感器49
3.2.5　温度传感器的选用49
3.2.6　温度变送器的基本结构49
3.2.7　温度变送器的工作原理50
3.3　空气湿度测量传感器51
3.3.1　自动干湿球湿度传感器51
3.3.2　氯化锂电阻式湿度传感器53
3.3.3　氯化锂露点湿度传感器54
3.3.4　陶瓷湿度传感器55
3.3.5　电容式相对湿度传感器与变送器56
3.4　压力和压差测量变送器57
3.4.1　电阻式远传压力变送器57
3.4.2　霍尔式压力变送器57
3.4.3　应变片压力变送器59
3.4.4　压阻式压力变送器60
3.4.5　电感式压力变送器61
3.4.6　电容式压力变送器61
3.4.7　电动差压变送器61
3.5　流量测量变送器63
3.5.1　差压式流量变送器63
3.5.2　电远传转子流量变送器66
3.5.3　涡轮流量变送器67
3.5.4　椭圆齿轮流量变送器69
3.5.5　其他常见流量变送器70
3.6　液位测量变送器72
3.6.1　压力表式液位变送器73
3.6.2　电容式液位变送器73
3.7　热量自动检测仪表75
3.7.1　热阻式热流计76
3.7.2　热水热量计80
3.7.3　饱和蒸汽热量计82
3.8　燃烧产物成分自动检测仪表84
3.8.1　氧化锆氧量计84
3.8.2　红外线气体分析器87
3.9　测量变送器的特性89
3.9.1　传感器的特性89
3.9.2　电动变送器的特性91
3.9.3　测量变送器的特性91
第4章　基本控制规律与调节器92
4.1　双位控制规律92
4.1.1　理想双位控制规律92
4.1.2　实际的双位控制规律93
4.2　比例（P）控制规律94
4.2.1　比例控制规律及其特点94
4.2.2　比例度95
4.2.3　比例度对过渡过程的影响96
4.3　比例积分（PI）控制规律97
4.3.1　积分控制规律及其特点97
4.3.2　比例积分控制规律及其特点98
4.3.3　积分时间对过渡过程的影响99
4.4　比例微分（PD）控制规律100
4.4.1　微分控制规律及其特点100
4.4.2　比例微分控制规律及其特点100
4.4.3　微分时间对过渡过程的影响102
4.5　比例积分微分（PID）控制规律103
4.5.1　比例积分微分控制规律及其特点103
4.5.2　比例积分微分控制规律的性能104
4.6　暖通空调自动控制常用控制器104
4.6.1　自动控制仪表的分类104
4.6.2　模拟控制器105
4.6.3　数字控制器110
第5章　执行器及其特性119
5.1　电动执行器及其特性119
5.1.1　开关量输出的执行器119
5.1.2　模拟量输出的电动执行器组成及工作原理125
5.1.3　电动执行器的特性127
5.2　气动执行器及其特性128
5.2.1　气动执行机构的组成及工作原理128
5.2.2　气动执行机构的特性128
5.3　直通调节阀及其特性129
5.3.1　工作原理130
5.3.2　调节阀最大允许工作压差131
5.3.3　调节阀的可调比132
5.3.4　调节阀的流通能力132
5.3.5　直通调节阀的主要类型133
5.3.6　直通调节阀的流量特性134
5.4　三通调节阀流量特性138
5.4.1　理想流量特性138
5.4.2　工作流量特性138
5.4.3　调节阀类型的选择139
5.4.4　调节阀流量特性的选择141
5.4.5　调节阀口径的选择141
5.5　调节风门及其特性142
5.5.1　调节风门的种类142
5.5.2　调节风门的流量特性143
5.5.3　调节风门的性能144
5.5.4　调节风门执行器145
5.6　电-气转换器和电-气阀门定位器145
5.6.1　气动仪表的基本元件及组件145
5.6.2　电-气转换器146
5.6.3　电-气阀门定位器147
5.7　暖通空调自动控制常用执行器147
5.7.1　膨胀阀147
5.7.2　电磁阀149
5.7.3　电动调节阀151
5.7.4　电动调节风门152
5.7.5　阀门定位器153
5.7.6　变频器153
5.7.7　晶闸管调功器157
第6章　简单控制系统的特性及设计159
6.1　自动控制系统微分方程式的建立及特性分析159
6.1.1　自动控制系统微分方程式160
6.1.2　自动控制系统微分方程式的解161
6.1.3　自动控制系统特性分析163
6.2　简单控制系统设计概述164
6.2.1　简单控制系统设计任务及开发步骤165
6.2.2　简单控制系统设计中需要注意的问题166
6.3　简单控制系统控制方案确定167
6.3.1　被控参数的选择167
6.3.2　控制参数的选择168
6.3.3　被控参数的测量与变送171
6.3.4　控制规律对控制质量的影响174
6.3.5　控制规律的选择179
6.3.6　调节器正反作用方式的选择180
6.3.7　执行器的选择181
6.4　自动控制系统参数的整定及投运184
6.4.1　调节器参数整定的理论基础184
6.4.2　自动控制系统的工程整定186
6.4.3　PID调节器参数的自整定193
6.4.4　自动控制系统的投运197
6.5　单回路控制系统设计实例198
6.5.1　干燥过程的控制系统设计198
6.5.2　储槽液位过程控制系统的设计201
第7章　复杂自动控制系统的特性及设计203
7.1　串级控制系统203
7.1.1　串级控制的基本概念及组成原理203
7.1.2　串级控制系统的控制过程及控制效果206
7.1.3　串级控制系统的设计211
7.1.4　串级控制系统的参数整定216
7.1.5　串级控制系统的特点及适用范围218
7.1.6　串级控制系统投运221
7.2　前馈控制系统221
7.2.1　前馈控制的基本概念221
7.2.2　前馈控制的特点及局限性222
7.2.3　静态补偿与动态补偿223
7.2.4　前馈-反馈复合控制224
7.2.5　引入前馈控制的原则及应用实例225
7.3　比值控制系统227
7.3.1　比值控制系统类型227
7.3.2　比值控制系统的设计228
7.3.3　比值控制系统的参数整定233
7.4　均匀控制系统234
7.4.1　均匀控制的提出及其特点234
7.4.2　均匀控制系统的设计235
7.5　分程控制系统237
7.5.1　分程控制概述237
7.5.2　分程控制系统原理238
7.5.3　分程控制系统的设计239
7.5.4　分程控制系统的应用240
7.6　自动选择性控制系统243
7.6.1　自动选择性控制系统原理243
7.6.2　系统的类型及工作过程244
7.6.3　自动选择性控制系统的设计248
第8章　计算机控制系统及通信网络技术251
8.1　计算机控制系统及通信网络技术概述251
8.1.1　计算机控制技术251
8.1.2　计算机通信网络技术261
8.2　分散控制系统274
8.2.1　分散控制系统的发展与演变274
8.2.2　分散控制系统的结构组成275
8.2.3　分散控制系统的硬件277
8.2.4　分散控制系统的软件282
8.3　现场总线和工业以太网技术284
8.3.1　现场总线技术284
8.3.2　工业以太网技术288
第9章　工业锅炉的自动控制292
9.1　工业锅炉自动控制系统292
9.1.1　工业锅炉自动控制的任务292
9.1.2　工业锅炉的自动化系统292
9.2　工业锅炉给水自动控制的任务及特性293
9.2.1　工业锅炉给水控制的任务293
9.2.2　给水被控对象的动态特性293
9.3　工业锅炉给水自动控制系统295
9.3.1　单参数给水自动控制系统296
9.3.2　双参数给水自动控制系统296
9.3.3　三参数给水自动控制系统297
9.4　锅炉燃烧过程自动控制的任务及特性298
9.4.1　锅炉燃烧过程自动控制的任务298
9.4.2　燃烧过程被控对象的动态特性298
9.5　锅炉燃烧过程自动控制系统301
9.5.1　采用风煤比值信号的燃烧过程自动控制系统301
9.5.2　采用热量信号的燃烧过程自动控制系统302
9.5.3　采用氧量信号的燃烧过程自动控制系统302
9.6　锅炉的自动控制303
9.6.1　锅炉锅筒三参数水位自动控制系统303
9.6.2　燃烧过程自动控制系统304
9.6.3　热工参数的集中检测305
9.7　锅炉的监控305
9.7.1　锅炉监控内容简介305
9.7.2　锅炉燃烧系统的自动监控306
9.7.3　电锅炉系统的监控308
第10章　供热系统的自动控制311
10.1　集中供暖自动控制的任务及方式311
10.1.1　集中供暖的自动控制任务311
10.1.2　集中供暖系统的自动控制方式311
10.2　供暖系统的自动控制方法312
10.2.1　热水供暖系统的自动控制方法312
10.2.2　蒸汽供暖系统的自动控制方法314
10.3　液体输送设备的控制315
10.3.1　离心泵的控制315
10.3.2　容积式泵的控制317
10.4　换热设备的自动控制317
10.4.1　换热器的自动控制317
10.4.2　蒸汽加热器的自动控制319
10.5　集中供热的自动化系统322
10.5.1　集中热交换站的自动化系统322
10.5.2　集中供热的热力站自动化系统323
10.6　供热系统的监控326
10.6.1　换热器的监控326
10.6.2　供热管网的集中控制330
10.6.3　集中供热检测与控制系统的通信335
第11章　空气调节系统的自动控制339
11.1　空调房间温度自动控制的方法339
11.1.1　控制电加热器的功率339
11.1.2　控制空气加热器的热交换能力340
11.1.3　控制新风、回风以及一、二次回风比341
11.2　房间空气相对湿度自动控制的方法343
11.2.1　定露点间接控制法343
11.2.2　变露点直接控制法344
11.3　集中空调冷热源与空调水系统监控345
11.3.1　冷水机组的自动控制345
11.3.2　冷冻站系统的监测与控制362
11.3.3　空调热水系统控制原理371
11.4　中央空调系统的自动控制372
11.4.1　中央空调系统自动控制概述372
11.4.2　中央空调系统的运行调节374
11.4.3　集中恒温空调系统的自动控制378
11.4.4　集中恒温恒湿空调系统的自动控制381
11.4.5　全空气定风量系统监控384
11.5　新风空调系统自动控制393
11.5.1　新风空调系统自动控制方法393
11.5.2　新风机组监控系统395
11.5.3　新风系统的控制算法401
11.6　风机盘管空调系统自动控制403
11.6.1　风机盘管系统简介403
11.6.2　风机盘管系统的运行调节404
11.6.3　风机盘管空调系统自动控制方法405
11.6.4　风机盘管的定流量水系统自动控制405
11.6.5　风机盘管的变流量水系统自动控制406
11.7　变风量空调的自动控制406
11.7.1　变风量空调系统自动控制的方法407
11.7.2　变风量空调系统自动控制的监控413
11.8　VRV空调系统的控制415
11.8.1　VRV空调系统的介绍415
11.8.2　VRV空调系统的控制方式415
11.9　通风与防排烟系统的自动控制417
11.9.1　一般通风系统的自动控制417
11.9.2　防排烟系统的自动控制418
附　录423
附录A　铂铑30-铂铑6热电偶分度表423
附录B　铂铑10-铂热电偶分度表424
附录C　镍铬-镍硅热电偶分度表424
附录D　铜-康铜热电偶分度表425
附录E　分度号为Pt100的工业铂热电阻分度表425
附录F　分度号为Cu100的铜热电阻分度表425
附录G　分度号为Cu50的铜热电阻分度表426
参考文献427