冶金過程控制基礎及應用（簡體書）

鐘良才、祭程編著的這本《冶金過程控制基礎及應用》結合鋼鐵冶金生產過程，主要介紹過程控制的基本組成、原理和方法；先進過程控制系統的原理；鋼鐵冶金中的典型過程建模與控制；冶金過程參數檢測技術，最後簡要介紹計算機過程控制系統。
《冶金過程控制基礎及應用》是為大學本科冶金專業學生編寫的教材，目的是使該專業的學生了解現代冶金生產過程采用的控制方法和技術，并能夠在將來的工作中，配合自動化專業的工程技術人員，解決實際的冶金過程控制問題。本書可供冶金專業及相關專業本科生、研究生教學使用，還可供相關專業的工程技術人員參考。

隨著冶金工業的發展和各種檢測儀表、測量技術、自動化控制技術和計算機技術的開發以及在冶金工業中的應用，過程控制在冶金工業生產中發揮著越來越重要的作用。《冶金過程控制基礎及應用》是針對冶金專業的學生編寫的過程控制教材，主要是使該專業的學生在學習冶金專業知識的基礎上，進一步學習和了解冶金過程的基本建模方法、檢測技術、過程控制理論和技術。以便使該專業的學生在實際的工作中，能夠理解冶金工廠生產過程控制的方法和技術，并能與自動化專業的工程技術人員合作，解決實際的冶金過程控制問題。本書由鐘良才、祭程編著。

緒言
1 控制系統的基本概念
1.1 概述
1.1.1 生產過程控制系統
1.1.2 工業生產對過程控制的要求
1.1.3 過程控制的任務
1.1.4 過程控制的特點
1.2 控制系統的組成及作用
1.3 控制框圖
1.4 控制系統的分類
1.4.1 按給定值的特點分
1.4.2 按系統被控變量對操作變量影響分
1.4.3 按系統的復雜程度劃分
1.4.4 按系統克服干擾的方法分
1.5 控制系統的過渡過程及其性能指標
1.5.1 控制系統的過渡過程
1.5.2 控制系統的性能指標
2 過程控制的建模
2.1 被控對象的建模及特性
2.1.1 建模方法
2.1.2 被控對象的機理建模
2.1.3 被控對象的特性參數
2.1.4 測試建模
2.2 鐵水噴鎂脫硫過程建模
3 單回路控制系統
3.1 單回路控制系統設計
3.1.1 設計控制系統的步驟
3.1.2 被控變量的選擇
3.1.3 操縱變量的選擇
3.1.4 檢測變送環節
3.1.5 執行器環節
3.2 調節器的調節規律
3.2.1 位式調節
3.2.2 比例(P)調節
3.2.3 比例積分(PI)調節
3.2.4 比例積分微分(PID)調節
3.3 調節規律的選取
3.4 調節器參數的工程整定
3.4.1 經驗法
3.4.2 穩定邊界法
3.4.3 衰減曲線法
4 復雜控制系統
4.1 串級控制系統
4.1.1 串級控制的基本原理
4.1.2 串級控制系統的工作過程
4.1.3 串級控制系統的主要特點
4.2 前饋控制系統
4.2.1 前饋控制的基本原理
4.2.2 前饋控制的類型
4.3 前饋-反饋控制系統
4.4 比值控制系統
4.4.1 定比值控制系統
4.4.2 變比值控制系統
4.4.3 比值控制系統的設計
4.5 選擇性控制系統
4.5.1 選擇性控制的基本原理
4.5.2 選擇性控制的類型
4.6 均勻控制系統
4.6.1 均勻控制特點
4.6.2 均勻控制的形式
4.7 大延時系統的控制
4.7.1 常規控制方案
4.7.2 采樣控制方案
4.7.3 Smith預估補償方案
5 先進控制系統
5.1 預測控制
5.1.1 模型預測
5.1.2 反饋校正
5.1.3 滾動優化
5.1.4 參考軌跡
5.1.5 在線滾動的實現方法
5.2 軟測量技術
5.2.1 輔助變量選擇
5.2.2 測量數據處理
5.2.3 軟測量模型建立
5.2.4 軟測量模型的在線校正
5.3 推斷控制
5.3.1 信號分離
5.3.2 估計器E(s)
5.3.3 推斷控制器G1(s)
5.4 自適應控制系統
5.4.1 簡單自適應控制系統
5.4.2 模型參考自適應控制系統
5.4.3 自校正控制系統
5.5 模糊控制
5.5.1 最大隸屬度函數法
5.5.2 重心法
5.5.3 加權平均法
5.6 專家控制系統
5.6.1 專家系統
5.6.2 專家控制系統
5.7 人工神經網絡控制系統
5.7.1 神經元及其數學模型
5.7.2 人工神經網絡模型及學習算法
5.7.3 感知器網絡
5.7.4 BP神經網絡
5.7.5 RBF神經網絡
5.7.6 神經網絡控制
6 鋼鐵冶金典型過程建模與控制
6.1 自身預熱熱風爐蓄熱室傳熱過程
6.1.1 熱風爐蓄熱室傳熱數學模型的建立
6.1.2 數值計算方法
6.1.3 自身預熱熱風爐數值計算條件
6.1.4 自身預熱熱風爐數值計算結果
6.2 鐵液-熔渣反應過程
6.3 氧氣轉爐煉鋼過程
6.3.1 統計模型
6.3.2 理論模型
6.4 CAS-OB鋼液精煉過程
6.4.1 過程反應模型
6.4.2 模型參數確定及數值計算方法
6.5 RH真空脫碳過程
6.5.1 Ar氣泡的脫碳
6.5.2 真空室自由表面脫碳
6.5.3 CO氣泡脫碳
6.5.4 進入真空室的鋼液碳含量的變化
6.6 連鑄結晶器液面控制
6.6.1 結晶器液位控制系統數學模型
6.6.2 非線性PID控制器
6.6.3 結晶器液面控制仿真
6.7 結晶器漏鋼和鑄坯黏結預報
6.7.1 結晶器漏鋼預報檢測機理
6.7.2 神經網絡漏鋼預報
6.8 連鑄動態二冷控制技術
6.8.1 連鑄二冷制度
6.8.2 連鑄二冷控制方法
6.8.3 連鑄動態二冷控制模型
6.9 動態輕壓下控制技術
6.9.1 壓下區間的分配計算
6.9.2 固相率的計算
6.9.3 壓下起始段輕壓下輥縫設定值計算
6.9.4 壓下結束段輕壓下輥縫設定值計算
6.9.5 扇形段入口、出口設定值計算
6.9.6 選擇輕壓下作用方式
7 現代冶金過程參數檢測技術
7.1 溫度測量
7.1.1 溫度測量方法
7.1.2 黑體空腔式中間包鋼水連續測溫
7.1.3 鐵水溫度連續測定
7.1.4 鐵水、鋼水溫度間歇測定
7.1.5 熱風溫度檢測
7.2 液位、料位測量
7.2.1 連鑄結晶器液面測量
7.2.2 高爐料線檢測
7.3 成分分析
7.3.1 爐氣氧含量測定
7.3.2 鋼液直接定氧
7.3.3 鐵水硅直接測定
7.3.4 鐵水硫直接測定
7.3.5 鋼水碳直接測定
7.4 轉爐煉鋼終點測定
7.4.1 煙氣分析法
7.4.2 副槍法
7.4.3 VAI-CON CHEM法
7.5 基于圖像處理的轉爐出鋼下渣檢測技術
8 計算機過程控制系統簡介
8.1 計算機過程控制系統的特點和構成
8.1.1 計算機過程控制系統的特點
8.1.2 計算機過程控制系統的構成
8.2 計算機過程控制系統的類型
8.2.1 計算機數據采集系統
8.2.2 操作指導控制系統
8.2.3 直接數字控制系統
8.2.4 監視控制系統
8.2.5 分級控制系統
8.2.6 集散控制系統
8.2.7 現場總線控制系統
8.2.8 計算機集成制造系統
8.3 計算機過程控制系統的發展趨勢
8.4 鋼鐵公司生產管理的計算機控制系統
8.4.1 企業管理級
8.4.2 生產管理級
8.4.3 過程控制級
8.4.4 基礎自動化級
8.4.5 轉爐冶煉計算機過程控制
參考文獻