本书是根据普通高等学校“过程控制与自动化仪表”课程教学大纲的要求，在《过程控制及其MATLAB实现》第2版（2013年电子工业出版社出版，武汉科技大学方康玲主编）和《过程控制与自动化仪表》第3版（2017年机械工业出版社出版，西安理工大学杨延西主编）两书的基础上编写而成的。 本书系统地介绍了生产过程控制系统与自动化仪表的理论和工作原理，被控过程建模方法，简单控制系统及串级、复杂控制系统的分析与设计，先进控制系统等内容。 本书从基本概念出发，在每章开始部分扼要提出了本章学习要点和学完本章后应达到的基本要求，辅以每章末的习题及最后一章的仿真实例，循序渐进、深入浅出地阐明过程控制系统的特点，使学生掌握过程控制系统分析、设计、优化的方法和技能。 本书既可作为高等学校电气信息类、自动化类专业的教材，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。

第1章 绪论
1.1 过程控制概述
1.1.1 过程控制的任务及要求
1.1.2 过程控制的特点
1.2 过程控制系统的组成及分类
1.2.1 过程控制系统的组成
1.2.2 过程控制系统的分类
1.3 过程控制系统的性能指标
1.4 过程控制技术的发展
1.4.1 过程控制装置智能化
1.4.2 过程控制策略与算法的进展
1.5 过程控制系统的设计
第2章 自动化仪表
2.1 概述
2.1.1 自动化仪表的分类及组成
2.1.2 检测仪表的接线方式
2.2 检测误差与仪表性能
2.2.1 检测误差的基本概念
2.2.2 仪表的基本特性
2.2.3 仪表防爆的基本知识
2.3 过程参数检测
2.3.1 温度检测
2.3.2 压力检测
2.3.3 流量检测
2.3.4 物位检测
2.3.5 成分检测
2.3.6 软测量技术
2.4 常用检测仪表
2.4.1 信号制
2.4.2 控制器
2.4.3 电气转换器
2.4.4 执行器
2.4.5 安全栅
第3章 被控过程建模方法
3.1 过程建模的基本概念
3.1.1 被控过程数学模型的作用
3.1.2 建模的目的
3.1.3 建模的基本方法
3.2 被控过程的特性
3.2.1 自衡过程与无自衡过程
3.2.2 单容和多容过程
3.2.3 振荡与非振荡过程
3.2.4 具有反向特性的过程
3.3 机理建模法
3.3.1 机理建模的一般步骤
3.3.2 单容过程建模
3.3.3 多容过程建模
3.4 试验建模法
3.4.1 试验建模法的分类
3.4.2 时域法建模
3.4.3 频域法建模
3.4.4 最小二乘法
第4章 简单控制系统设计
4.1 控制系统的设计任务及步骤
4.2 控制方案的确定
4.2.1 控制目标的确定
4.2.2 控制参数的选取
4.2.3 过程控制系统硬件的选择
4.2.4 PID控制规律对控制质量的影响及其选择PID控制的原则
4.2.5 执行器的选择
4.2.6 控制器作用方式的确定
4.3 PID控制器的参数工程整定
4.3.1 参数整定理论的基本原则
4.3.2 PID参数的工程整定方法
4.3.3 PID参数的自整定方法
4.3.4 数字PID参数的整定
4.4 简单控制系统设计实例
4.4.1 温度控制系统设计
4.4.2 液位控制系统设计
第5章 串级控制系统
5.1 串级控制系统的基本原理
5.1.1 串级控制系统的基本概念
5.1.2 串级控制系统的组成
5.1.3 串级控制系统的工作过程
5.2 串级控制系统的特点
5.3 串级控制系统设计
5.3.1 设计原则
5.3.2 主、副回路设计方法
5.3.3 控制器抗积分饱和措施
5.4 串级控制系统的参数整定
5.5 串级控制系统工业应用实例
第6章 复杂控制系统
6.1 前馈控制系统
6.1.1 前馈控制系统的基本概念
6.1.2 前馈控制的特点和局限性
6.1.3 前馈-反馈复合控制
6.1.4 引入前馈控制的原则
6.1.5 前馈-反馈复合控制系统的应用实例
6.2 比值控制系统
6.2.1 比值控制系统的基本概念
6.2.2 比值控制系统的分析
6.2.3 比值控制系统的设计
6.2.4 比值控制系统的参数整定
6.3 均匀控制系统
6.3.1 均匀控制的概念及特点
6.3.2 均匀控制系统的设计
6.3.3 其他问题说明
6.4 分程控制系统
6.4.1 分程控制系统概述
6.4.2 分程控制系统的应用
6.5 选择性控制系统
6.5.1 选择性控制系统概述
6.5.2 选择性控制系统的类型及应用
6.5.3 选择性控制系统的设计
第7章 先进过程控制系统
7.1 解耦控制系统
7.1.1 前馈补偿解耦法
7.1.2 反馈解耦法
7.1.3 对角矩阵解耦法
7.1.4 单位矩阵解耦法
7.2 大滞后补偿控制系统
7.2.1 大滞后过程概述
7.2.2 Smith预估器
7.2.3 改进的Smith预估器
7.2.4 内模控制
7.3 预测控制系统
7.3.1 模型预测控制的基本原理
7.3.2 预测模型
7.3.3 典型预测控制算法
7.4 自适应控制系统
第8章 过程控制MATLAB仿真
8.1 基于MATLAB的系统建模
8.1.1 典型工业过程的阶跃响应仿真
8.1.2 一阶系统作图法建模及仿真
8.1.3 一阶系统两点法建模及仿真
8.1.4 二阶系统两点法建模及仿真
8.2 基于MATLAB的PID控制仿真
8.2.1 P、I、D及其组合控制的仿真
8.2.2 抗积分饱和控制方法及其仿真
8.2.3 改进的微分控制方法及其仿真
8.3 基于MATLAB的串级控制仿真
8.4 基于MATLAB的补偿控制仿真
8.4.1 前馈控制仿真
8.4.2 Smith预估控制仿真
8.4.3 多变量系统的前馈补偿解耦
8.5 基于MATLAB的预测控制仿真
附录
附录A
附录B
附录C
参考文献