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目 录1

绪论1

第一章自动控制基本知识3

第一节自动控制的基本概念3

一、概述3

二、人工控制与自动控制4

第二节自动控制系统5

一、自动控制系统的组成5

二、自动控制系统的方框图6

三、自动控制系统的负反馈7

二、自动控制系统的过渡过程8

一、系统的静态和动态8

第三节 自动控制系统的过渡过程及品质指标8

三、自动控制系统的品质指标10

第四节 自动控制系统的数学模型13

一、环节（或系统）的特性13

二、动态数学模型13

第五节 自动控制系统实例17

一、水塔水位自动控制系统17

二、电阻加热炉的自动控制系统18

三、机械手位置随动系统19

第六节自动控制系统的分类20

一、有差控制系统与无差控制系统20

二、开环控制系统与闭环控制系统21

三、定值控制系统、程序控制系统和随动控制系统23

五、连续控制系统与断续控制系统24

四、简单控制系统与复杂控制系统24

六、线性控制系统与非线性控制系统25

七、单变量控制系统与多变量综合控制系统25

第七节自动控制系统的基本元件25

复习思考题32

第二章自动控制系统的传递函数与典型环节33

第一节传递函数33

一、传递函数的概念33

二、传递函数的定义35

三、实例分析35

一、比例环节37

四、关于传递函数的几点说明37

第二节基本的典型环节及其动态特性37

二、积分环节39

三、惯性环节41

四、微分环节43

五、振荡环节47

六、迟延环节50

第三节环节的典型连接方式51

一、串联51

二、并联52

三、反向连接54

一、动态方框图56

第四节动态方框图及其建立过程56

二、动态方框图的建立过程57

第五节方框图的等效变换61

一、方框图的等效变换法则62

二、综合点与引出点的等效挪动原则63

三、用梅逊公式求传递函数66

复习思考题69

第三章被控对象的特性71

第一节对象的容积及容积系数71

一、对象的容积71

二、对象的容积系数71

三、对象的动态特性72

四、容积系数与对象惯性的关系73

第二节对象的阻力与自衡74

一、对象的阻力74

二、对象的负荷和自衡74

三、自衡的产生及其影响因素75

第三节放大系数和时间常数76

一、控制通道放大系数K077

二、时间常数778

第四节对象的滞后79

一、对象滞后与产生的原因79

二、传递滞后79

三、过渡滞后80

一、RC电路81

第五节其他被控对象举例81

二、气罐83

复习思考题84

第四章 自动控制的基本方式86

第一节位式控制86

一、双位控制86

二、具有中间区的双位控制87

三、多位控制89

第二节比例控制90

一、什么叫比例控制90

二、比例控制方式90

三、比例度及其对控制过程的影响91

四、比例控制系统特点及其应用场合94

第三节积分控制94

一、什么叫积分控制94

二、积分控制器的动态特性95

三、积分控制的特点96

第四节比例积分控制97

一、什么是比例积分控制97

二、比例积分控制及其动态特性97

三、PI控制的积分时间及其对过渡过程的影响99

第五节微分控制99

一、什么是微分控制99

二、实际的微分控制方式及微分时间100

三、微分控制系统的过渡过程102

第六节比例积分微分控制103

一、什么是比例积分微分控制103

二、比例积分微分控制系统的过渡过程105

第七节控制器控制方式的选择105

第八节控制器的PID参数整定106

一、PID参数为什么要整定106

二、临界比例度法107

三、衰减曲线法108

四、经验法109

复习思考题110

五、各种方法的比较110

第五章执行器与变送器112

第一节电动执行器112

一、伺服放大器（DFC）113

二、电动执行机构（DZA）113

第二节其他电动执行机构简介115

一、角行程电动执行机构115

二、多转式电动执行机构116

三、比例式电动执行机构116

四、积分式电动执行机构117

一、气动执行器的结构原理及特点118

二、气动执行机构118

第三节气动执行器118

第四节其他气动执行机构简介119

一、气动薄膜执行机构119

二、气动活塞执行机构120

三、滚动膜片执行机构121

第五节差压变送器121

一、力矩平衡式差压变送器121

二、位移式差压（压力）变送器123

第六节温度变送器125

一、输入电路125

二、放大电路126

三、反馈电路128

复习思考题129

第六章位式控制仪表130

第一节动圈式二位控制仪表130

一、工作原理130

二、控制点、动作不灵敏区及二次动作问题135

第二节二位式控制特性分析135

第三节动圈式三位控制仪表137

第四节三位式控制特性分析138

复习思考题138

第七章时间比例控制仪表139

第一节时间比例控制方式139

第二节动圈式时间比例控制仪表140

一、时间比例控制动作的实现方案140

二、工作原理143

三、XCT-130时间比例控制仪的几个调整点145

第三节时间比例控制特性分析146

复习思考题146

第八章PID模拟式控制仪表148

第一节PID运算规律的电路实现148

一、基本运算电路——无源RC电路148

二、PID运算规律的实现电路149

第二节动圈式PID控制仪157

一、开环状态158

二、纯比例作用158

三、比例积分作用159

五、比例积分微分作用160

四、比例微分作用160

第三节DWT-702精密温度控制仪162

一、工作原理162

二、DWT-702 PID参数的整定185

第四节DDZ-Ⅱ型电动单元组合仪表中的PID控制单元187

第五节DDZ-Ⅲ型控制器194

一、概述194

二、控制器的组成结构194

三、工作原理195

第六节EK系列仪表的控制器201

一、手动操作及软手动抗漂移201

二、停电对策205

三、内外给定的切换207

四、抗积分饱和209

五、SCC控制器210

六、DDC控制器213

第七节PID控制仪表的检定215

一、动圈式PID指示控制仪215

二、自动平衡式显示仪表附加的控制器216

复习思考题217

第九章数字式控制装置219

第一节数字式控制装置的分类与发展219

一、数字式控制装置的分类219

二、数字式控制装置的发展220

第二节数字式控制装置的原理及构成221

一、数字式控制装置的原理221

二、数字式控制装置的构成221

第三节单回路控制器222

一、概述222

二、基本PID算式225

三、PID功能的实现229

四、用电位器设定参数的单回路控制器231

五、可编程单回路控制器240

第四节YEWSERIES-80集中分散型控制系统简介250

复习思考题251

参考文献253