热工控制设计简明手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787801256164

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《热工控制设计简明手册》是一本专注于热工领域控制系统设计与应用的实用性指南。本书旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一个清晰、易懂且高度实用的参考工具，帮助他们快速掌握热工控制设计的核心理论、方法和实践技巧。 在内容上，本书将深入探讨热工过程的建模与分析，这是所有控制系统设计的基础。我们将从热力学、流体力学和传热学等基础学科出发，介绍如何对锅炉、换热器、反应器、风机、水泵等常见热工设备进行数学建模。这部分内容将涵盖不同复杂程度的模型，包括简单的线性模型、更贴近实际的非线性模型，以及适用于复杂动态过程的分布式参数模型。本书将重点介绍系统辨识技术，指导读者如何利用实际运行数据来获取和优化模型参数，确保模型能够准确反映被控对象的动态特性。 接着，本书将系统性地介绍各类控制策略在热工领域的应用。从经典的PID（比例-积分-微分）控制，到更先进的模糊逻辑控制、神经网络控制、自适应控制和模型预测控制（MPC），我们将详细阐述各种控制算法的工作原理、设计步骤和适用范围。对于PID控制，除了基础的整定方法外，还将介绍各种改进型PID算法，如增量式PID、无差拍PID等，并探讨在存在延迟、噪声和非线性时如何优化PID参数。在先进控制方面，本书将重点介绍MPC的应用，包括其模型构建、优化问题求解以及在满足约束条件下的控制策略设计。针对模糊逻辑和神经网络控制，本书将展示如何构建模糊规则库、设计神经网络结构以及进行训练和在线应用，特别强调其在处理非线性、时变系统时的优势。 此外，本书还将深入讲解控制系统的性能评价和稳定性分析。我们将介绍一系列关键的性能指标，如超调量、响应时间、稳 चैनलों稳态误差等，并提供量化评价这些指标的方法。稳定性分析方面，本书将涵盖线性系统的劳斯判据、奈奎斯特判据、根轨迹法等经典方法，以及非线性系统的李雅普诺夫稳定性理论等。这些分析工具对于确保控制系统的安全可靠运行至关重要。 实践环节也是本书的重中之重。我们将提供大量实际应用案例，涵盖发电厂的汽温、汽压控制，化工过程的温度、流量控制，以及暖通空调系统的舒适度控制等。每个案例都将从系统描述、模型建立、控制策略选择、参数整定到仿真验证和现场调试等环节进行详细阐述。本书还将介绍常用的控制系统设计软件和仿真平台，如MATLAB/Simulink、LabVIEW等，指导读者如何利用这些工具进行模型仿真、控制器设计和性能分析，从而缩短开发周期，提高设计效率。 本书还会关注控制系统的实施与调试。我们将讨论控制器硬件的选择、传感器和执行器的匹配、信号处理技术以及PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（集散控制系统）等工业控制平台的使用。此外，还将介绍控制系统故障诊断与排除的基本方法，以及如何通过在线监测和优化来维持和提升控制系统的长期性能。 《热工控制设计简明手册》力求内容详实，逻辑清晰，语言精练，旨在为广大热工控制领域的从业者和学习者提供一个权威、实用且易于掌握的参考。通过阅读本书，读者不仅能够深刻理解热工控制的理论精髓，更能掌握解决实际工程问题的有效方法和技巧。

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从一个资深热力学背景工程师的角度来看，《热工控制设计简明手册》最难能可贵的一点，在于它对“工业标准”的巧妙整合。它并没有试图去创造一套全新的理论体系，而是将行业内那些经过时间检验、被广泛接受的规范和最佳实践，进行了高度的浓缩和提炼。我发现书中引用的许多设计规范和安全冗余原则，都与最新的国际标准（如ISA或相关行业标准）保持了高度的一致性。更重要的是，它不是简单地罗列标准条文，而是解释了为什么某个标准在热工控制中是必要的——比如，为什么在特定温度敏感区域必须采用冗余温度传感器，以及如何通过控制逻辑来有效利用这些冗余。这使得这本书不仅是一个“如何做”的指南，更是一个“为何如此做”的深刻理解载体。对于需要向客户或监管机构解释设计合理性的场合，这本书提供的清晰逻辑和标准依据，无疑是最好的技术支撑。

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这本书的排版和图示清晰度，是值得特别称赞的。在热工领域，很多概念的理解往往依赖于准确的流程图和设备剖面图。我过去为了理解某个复杂联锁逻辑，常常需要对照好几张相互独立的图纸，耗费大量时间去拼凑场景。而这本《手册》在阐述控制策略时，几乎都是采用了一体化的、高对比度的流程图。例如，在描述复杂锅炉炉膛温度的级联控制系统时，作者不仅标明了主控和子控的参数传递路径，还用不同颜色清晰地区分了反馈、前馈和扰动补偿的信号流向，极大地降低了认知负荷。这种对视觉化表达的极致追求，使得那些原本需要反复研读才能消化的复杂逻辑，一眼便能洞察其精髓。对于需要经常进行系统集成或故障排查的工程师来说，这种高效率的信息获取方式是无可替代的优势，它让“理解”变得即时，而不是一个漫长的过程。

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我必须强调一下这本书对于“快速估算”和“选型参考”部分的贡献。在项目的前期概念设计阶段，我们经常需要在设计参数完全确定之前，对设备规格和控制系统的复杂程度进行粗略的成本和时间预估。以往，我们必须翻阅不同制造商的选型手册，或者依靠经验进行“拍脑袋”式的估算，误差往往很大。《热工控制设计简明手册》中的附录部分，提供了针对不同规模、不同介质的热工单元（如加热炉、反应釜、冷凝器等）控制复杂度的分级参考表。它不仅给出了推荐的仪表精度等级，还对常规的自控系统（DCS/PLC）所需的基础模块数量给出了基于经验的估算比例。虽然这些数据不能替代精确计算，但在项目初期快速锁定技术路线和预算范围时，它的参考价值是巨大的。它成功地弥合了理论设计与商业可行性之间的鸿沟，让设计过程更加贴合实际的工程管理需求。

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说实话，当我第一次翻开《热工控制设计简明手册》的时候，内心是抱着一丝怀疑的。毕竟“简明”二字在技术书籍中往往意味着深度的牺牲。然而，随着阅读的深入，我发现这种“简明”恰恰体现了作者深厚的行业积淀。它没有过多渲染那些宏大的理论框架，而是将焦点聚焦在热工系统中最常遇到的那些“卡脖子”环节。比如，关于换热器温度控制回路的设计，书中不仅提供了标准的反馈回路图，更深入地探讨了诸如流动阻力变化、介质特性对控制效果的影响等实际工况下的非线性问题。更让我惊喜的是，它穿插了一些设计陷阱的警示，比如在某些高压蒸汽系统中使用特定类型的阀门可能带来的冲刷和噪音问题，这在理论教材中是极少被提及的“经验之谈”。这种将理论与现场的“血泪教训”相结合的叙事方式，使得整本书读起来有一种强烈的代入感和实用性。它就像一位经验丰富的老专家，在你耳边轻声提醒那些藏在规范文字背后的潜在风险，远比冷冰冰的公式有效得多。

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这本《热工控制设计简明手册》的问世，简直是为我们这些常年在一线摸爬滚打的工程师们解决了一个大难题。老实说，以前在做项目规划或者现场调试的时候，总觉得手边缺一本既能快速查阅关键参数，又能提供一些实际设计思路的“宝典”。市面上那些动辄上千页的教科书，内容是详实，但真到了火烧眉毛的时候，要从中定位到那个最关键的、能立即解决问题的公式或者图表，简直要命。这本书的优势就在于它的“简明”，这绝不是偷工减料的代名词，而是经过了作者精心的提炼和筛选。我尤其欣赏其中关于PID参数整定的那几章，它没有陷入过多的数学推导的泥潭，而是直接给出了几种不同工况下推荐的初始设置范围，配上清晰的图示说明，让新手也能迅速上手，老手也能在面对非常规系统时找到一个可靠的起点。这种直击要害的设计哲学，让它在我的工具箱里占据了不可替代的位置。我甚至有同事开玩笑说，这书的厚度刚刚好，揣着方便，翻起来也快，不像某些砖头书，拿在手里都感觉气势先输了一半。

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