大型火电厂生产技术人员培训系列教材：火电厂自动控制理论基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于希宁 等 著

图书标签:

• 火电厂
• 自动控制
• 理论基础
• 生产技术
• 培训教材
• 电力工程
• 自动化
• 控制系统
• 发电厂
• 工程师

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508305998

版次：1

商品编码：10698219

包装：平装

出版时间：2001-06-01

用纸：胶版纸

页数：181

正文语种：中文

内容简介

　　 《大型火电厂生产技术人员培训系列教材：火电厂自动控制理论基础》是根据作者多年对热工技术人员的培训经验，从电厂对人才的培养目标出发，以控制理论与工程应用相结合的角度，研究了古典控制理论的基本概念、基本原理和基本方法。并结合电厂实际，重点讨论了控制理论在热工控制系统的分析、设计、改造与调试过程中的理论指导作用。全书共分为六章，一、二章讲述基础知识，第三章针对热工过程的特点讲述了系统的建模方法，第四、五章和第六章分别讲述了时域分析法、根轨迹分析法和频域分析法，通过常见热工被控对象的动态特性和热工控制系统的设计方法，研究了系统结构与参数变化对系统性能影响的本质特征。
　　 《大型火电厂生产技术人员培训系列教材：火电厂自动控制理论基础》可作为大型火电厂生产技术人员培训的基础理论教材，也可作为职工大学、函授大学“热工过程自动化”和“热工自动化仪表”专业的教学用书，并可供自动化专业师生以及从事自动化方面工作的工程技术人员参考。

目录

序言
前言
第一章 绪论
第一节 自动控制理论概述
第二节 自动控制的基本概念
第三节 自动控制的性能指标
第四节 自动控制系统分类
单元小结
思考题

第二章 基础知识补充
第一节 Laplace变换
第二节 线性微分方程求解
单元小结
思考题
习题

第三章 线性控制系统的数学模型
第一节 数学模型的基本概念
第二节 常用系统数学模型的几种形式
第三节 被控对象的数学模型
第四节 控制设备的数学模型（只考虑线性模型）
第五节 构成控制系统的典型环节传递函数形式
第六节 系统方框图及其等效变换
第七节 控制系统数学模型的求取
第八节 梅逊公式及其在求传递函数中的应用
单元小结
思考题
习题

第四章 控制系统的时域分析法
第一节 控制系统的稳定性
第二节 控制系统的稳态性能
第三节 控制系统的动态性能
第四节 时域分析法在控制系统性能分析中的应用举例
单元小结
思考题
习题

第五章 控制系统的根轨迹分析法
第一节 根轨迹的基本概念
第二节 一般根轨迹（180°）的绘制法则
第三节 零度根轨迹的绘制法则
第四节 参量根轨迹
第五节 用根轨迹分析控制系统性能
第六节 控制系统结构变化对根轨迹的影响
第七节 热工控制系统根轨迹分析法举例
单元小结
思考题
习题

第六章 控制系统的频域分析法
第一节 基本概念
第二节 典型环节的频率特性曲线的绘制
第三节 控制系统开环频率特性曲线的绘制
第四节 控制系统稳定性分析
第五节 频域分析法中的系统性能指标
第六节 控制系统结构变化对开环频率特性曲线的影响
第七节 频率特性分析法在控制系统性能分析中的应用举例
单元小结
思考题
习题

前言/序言

火电厂自动控制理论基础 本书旨在为火电厂生产技术人员提供扎实的自动控制理论基础，帮助他们深入理解和掌握火电厂生产过程中自动化控制系统的原理、设计、运行及维护。本书内容紧密结合火电厂的实际需求，以理论为指导，以实践为导向，力求使读者在掌握基本概念的同时，能够将所学知识应用于实际工作，提升火电厂的运行效率、安全性和经济性。 内容概要： 1. 自动控制系统的基本概念与组成 反馈控制的基本原理： 详细阐述反馈控制的定义、作用以及在火电厂中的重要性。介绍开环控制与闭环控制的区别，以及闭环控制的优势。 自动控制系统的组成： 详述自动控制系统通常包含的几个关键组成部分，包括控制器、执行器、传感器、被控对象以及信号传输环节。结合火电厂的具体设备（如锅炉、汽轮机、发电机等）来解释这些组成部分的功能。 控制系统的分类： 介绍不同类型的自动控制系统，如伺服系统、稳态系统、离散系统、连续系统、线性系统、非线性系统等，并分析它们在火电厂不同应用场景下的适用性。 2. 线性系统及其数学描述 动态系统及其传递函数： 深入讲解如何利用数学模型来描述火电厂中各种设备和过程的动态特性。重点介绍传递函数作为一种重要的系统描述工具，包括其推导方法和物理意义。 时域分析： 学习分析系统在不同输入信号（如阶跃信号、斜坡信号、冲激信号）作用下的响应特性。理解超调量、调节时间、稳态误差等关键性能指标的含义及其对系统运行的影响。 复域分析（拉普拉斯变换）： 介绍拉普拉斯变换在求解线性系统微分方程中的应用，以及如何利用传递函数进行系统分析。 频率域分析： 讲解频率响应的概念，包括幅频特性和相频特性。介绍奈奎斯特判据、根轨迹法、伯德图等分析工具，用于评估系统的稳定性和动态性能。 3. PID控制器及其应用 PID控制算法的原理： 详细解析比例 (P)、积分 (I)、微分 (D) 控制的各自作用及其组合方式。清晰地阐述比例控制的快速响应，积分控制的消除稳态误差，以及微分控制的超前补偿作用。 PID控制器的结构与参数整定： 介绍PID控制器的不同结构形式（串级、并联等）。重点讲解PID参数（Kp, Ki, Kd）的整定方法，包括经验整定法（如 Ziegler-Nichols 法）以及模型参数整定法，并提供实际应用中的整定技巧和注意事项。 PID控制器在火电厂中的应用实例： 结合火电厂具体的控制对象，如锅炉炉膛温度控制、汽包水位控制、汽轮机转速控制、发电机电压和频率控制等，分析PID控制器的应用方案和参数设置原则。 4. 状态空间方法与现代控制理论基础 状态向量与状态方程： 引入状态空间描述的概念，解释如何用状态向量和状态方程来描述复杂系统。 可控性与可观测性： 讲解系统可控性与可观测性的概念及其判断方法，这对设计状态反馈控制器和状态观测器至关重要。 状态反馈控制： 介绍基于状态反馈的控制器设计方法，包括极点配置等，并讨论其在提高系统性能方面的优势。 状态观测器： 讲解状态观测器的作用，以及如何利用观测器来估计系统的状态，尤其是在某些状态变量无法直接测量的情况下。 5. 系统稳定性分析 稳定性概念： 区分不同类型的稳定性，如平衡点稳定性、渐近稳定性以及指数稳定性。 Lyapunov稳定性理论： 介绍Lyapunov第一法和第二法（直接法）作为分析非线性系统稳定性的重要工具。 线性系统的稳定性判据： 回顾并深化关于线性系统稳定性判据的理解，包括Routh-Hurwitz判据等。 6. 火电厂自动化控制系统概述 典型火电厂控制回路介绍： 概述火电厂中主要的自动化控制回路，如给水控制系统、送风/引风控制系统、汽温/汽压控制系统、负荷调节系统等。 DCS/PLC 在火电厂的应用： 简要介绍集散控制系统 (DCS) 和可编程逻辑控制器 (PLC) 在现代火电厂自动化控制中的作用和基本架构。 系统集成与信息集成： 强调自动化控制系统与其他系统（如运行监视、故障诊断、安全保护等）的集成，以及数据信息的有效利用。 本书特色： 理论与实践相结合： 每一章的理论讲解都配以火电厂的实际应用案例，帮助读者将抽象的理论概念具象化。 深入浅出的讲解： 采用清晰易懂的语言，循序渐进地引导读者掌握复杂的自动控制理论。 面向生产一线： 内容设计紧扣火电厂生产技术人员的工作需求，注重解决实际生产中可能遇到的问题。 丰富的图示与表格： 大量使用图表辅助说明，直观展示系统结构、工作原理及分析结果，便于理解和记忆。 通过学习本书，火电厂生产技术人员将能够： 深刻理解自动控制系统的基本原理和运行机制。 熟练运用各种数学工具对火电厂的控制过程进行建模和分析。 掌握PID控制器的工作原理，并能有效地进行参数整定，优化控制效果。 初步了解现代控制理论在火电厂中的应用潜力。 提升对火电厂自动化控制系统的整体认知水平，为保障设备安全稳定运行、提高经济效益打下坚实基础。 本书适合作为火电厂新入职技术人员的岗前培训教材，以及现有技术人员的知识更新和技能提升的学习资料。

评分☆☆☆☆☆

这本《火电厂自动控制理论基础》简直是我近期读过的最实用、最接地气的一本技术教材。我是一名在机组运行岗位上摸爬滚打多年的老同志，平日里接触最多的就是现场设备和操作规程，对于复杂的理论知识，总觉得有点望而却步。然而，这本书的语言风格却非常亲切，它没有故弄玄虚，也没有卖弄学问，而是用一种娓娓道来的方式，将自动控制的原理一点一点地展现在我们面前。我特别喜欢书中对于“控制器”部分的讲解，它详细介绍了比例、积分、微分等基本控制环节的特性，并且用了很多通俗的例子来解释它们是如何协同工作的。比如，书中将比例控制比作“看到问题立刻做出反应”，积分控制比作“一点点积累，直到达到目标”，微分控制比作“预测未来的变化趋势”，这些形象的比喻，让我一下子就记住了这些概念，并且理解了它们在实际应用中的意义。而且，书中对于“参数整定”的讨论，更是贴合我们实际工作的痛点。它不仅讲解了各种整定方法的原理，还结合了火电厂的具体设备，例如汽轮机调速系统、锅炉燃烧系统等，给出了具体的整定思路和注意事项。这对于我们一线人员来说，无疑是雪中送炭。过去，我们整定参数可能更多地依靠经验和反复试验，而这本书则为我们提供了科学的依据和方法，能够让我们更加自信地完成这项工作。我强烈推荐这本书给所有在火电厂一线工作的技术人员，它绝对是你提升业务水平的“利器”。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我在拿到这本书之前，对“火电厂自动控制理论基础”这个题目并没有抱太高的期望。我读过不少技术书籍，有些写得过于晦涩难懂，有些又过于浅显，缺乏深度。但这本书，却给了我一个巨大的惊喜。它最让我印象深刻的是其严谨的逻辑性和清晰的脉络。作者在讲解每一个概念时，都能够环环相扣，从最基础的信号、传感器讲起，逐步过渡到控制器、执行器，最后构建起完整的控制系统。这种循序渐进的方式，使得我这个对自动控制理论了解不多的读者，也能逐步理解那些复杂的概念。书中对于各种控制算法的讲解，也并非是照本宣科，而是深入浅出，并且会结合实际应用场景进行分析。比如，在介绍比例、积分、微分环节的作用时，书中会用生动的比喻来解释它们对系统响应速度、稳定性和静态误差的影响，让我一下子就明白了它们各自的“性格”和“职能”。更让我惊喜的是，书中在讲解理论的同时，还穿插了大量的图表和流程图，这些图表不仅直观形象，而且能够帮助我更好地理解复杂的系统结构和信号传递过程。我特别喜欢书中关于“干扰抑制”的章节，它详细分析了火电厂生产过程中各种常见的干扰源，例如负荷变化、燃料波动等，以及如何通过自动控制系统来减小这些干扰对生产过程的影响。这些内容，都是我们在日常工作中经常会遇到的，而这本书则为我们提供了科学的解决思路。这本书的编写，可以说是理论与实践相结合的典范，对于我们这些需要将理论知识应用到实际生产中的技术人员来说，是一本不可多得的工具书。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚从大学毕业不久的火电厂技术员，对于自动化控制理论，我有着浓厚的学习兴趣。这本《火电厂自动控制理论基础》可以说是我的“第一本启蒙书”。它最大的优点在于，它能够将复杂、抽象的自动化控制理论，用非常生动、形象的语言呈现出来。书中对于“传感器”的讲解，让我印象深刻。它不仅介绍了各种传感器的基本原理，例如热电偶、热电阻、压力变送器等，还详细地分析了它们的误差来源和校准方法。这对于我们现场进行设备维护和数据采集，非常有帮助。我特别喜欢书中关于“执行机构”的介绍，它详细讲解了气动调节阀、电动调节阀等常见执行机构的结构和工作原理，以及它们在实际应用中的特点。书中还通过大量的图示，展示了执行机构的动作过程，让我能够非常直观地理解它们是如何实现对被控对象的控制的。此外，书中对于“控制回路”的讲解，也让我受益匪浅。它详细地分析了从测量、比较、运算到执行的整个过程，并且通过案例分析，让我们能够更好地理解控制回路的工作原理。这本书的内容丰富，结构清晰，对于我这样的初学者来说，是一本非常好的入门教材，它为我打下了坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本“操作手册”，只不过它讲解的是“无形的”自动控制系统。我是一名现场的电气工程师，日常工作主要与电气设备打交道，但火电厂的自动化程度越来越高，我对自动控制系统的重要性也有了更深的认识。这本《火电厂自动控制理论基础》为我打开了新世界的大门。它最吸引我的地方在于，它能够将那些抽象的数学模型和控制算法，用非常直观、易懂的方式呈现出来。比如，书中在讲解“PID控制器”时，并没有仅仅停留在他是一个比例、积分、微分环节的组合，而是深入分析了每个环节的作用，以及它们如何共同影响控制系统的输出。书中用图示的方式，清晰地展示了当参数改变时，系统的响应曲线会发生怎样的变化。这比单纯的文字描述，要直观得多。我尤其欣赏书中关于“抗积分饱和”和“抗微分延迟”的讲解。这些都是实际应用中经常会遇到的问题，书中给出了具体的解决方案，并且结合了火电厂的实际工况进行分析。这让我感到，这本书的内容是真正来源于实际生产，并且能够指导实际工作的。对于我们电气工程师来说，理解自动控制系统的原理，能够更好地与自动化工程师配合，共同解决生产中的技术难题。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事火电厂设备维护工作的工程师，我对自动控制系统的好奇心一直很强。我经常在检修过程中接触到各种各样的控制仪表和执行机构，也知道它们在保障机组安全稳定运行中扮演着至关重要的角色。但是，对于它们背后的原理，我一直缺乏系统的了解。这本《火电厂自动控制理论基础》的出版，恰好弥补了我的这一知识短板。这本书的优点在于，它能够将晦涩的自动控制理论，转化为我们这些非专业人士也能够理解的语言。书中对于“测量仪表”的介绍，就非常详细。它不仅列举了温度、压力、流量、液位等各种测量对象的传感器类型，还分析了不同类型传感器的优缺点以及适用范围。这对于我们在选择和维护仪表时，能够提供有力的理论支持。我特别欣赏书中关于“伺服机构”的章节，它详细介绍了电动、气动、液动执行机构的工作原理，以及它们在实际应用中的特点。例如，书中就对比了气动执行机构和电动执行机构在响应速度、精度和可靠性等方面的差异，这对于我们在选择执行机构时，能够做出更明智的决策。而且，书中还涉及了“逻辑控制”和“顺序控制”等内容，这些在自动化生产中也非常常见。总而言之，这本书的价值在于，它能够帮助我们这些设备维护人员，更深入地理解自动控制系统的整体构成和工作原理，从而更好地进行设备维护和故障诊断，提升工作效率和质量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的火电厂总工程师，在我多年的职业生涯中，接触过无数的技术书籍。这本《火电厂自动控制理论基础》之所以能够让我眼前一亮，是因为它真正做到了“授人以渔”。它不是简单地罗列技术要点，而是致力于帮助读者建立起一套完整的、系统的自动控制思维体系。我特别赞赏书中对于“系统辨识”和“模型建立”的讲解。在火电厂这样复杂的工业生产环境中，准确地建立被控对象的数学模型，是设计和优化控制系统的基础。书中详细介绍了各种系统辨识的方法，包括基于物理模型的方法和基于数据驱动的方法，并且给出了具体的实施步骤和注意事项。这对于我们进行控制系统设计和改造，具有非常重要的指导意义。此外，书中关于“稳定性分析”和“动态响应分析”的内容，也十分详尽。它不仅介绍了根轨迹法、奈奎斯特判据等经典的稳定性分析方法，还探讨了如何通过仿真来预测系统的动态响应特性。这些内容，对于确保机组的平稳运行和快速响应负荷变化，至关重要。这本书的深度和广度都达到了相当高的水平，它不仅能够满足一线技术人员的学习需求，也能够为我们的工程设计和技术决策提供坚实的理论支撑。我强烈推荐这本书给所有致力于提升火电厂自动化水平的专业人士。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对自动化技术充满好奇心的年轻工程师，我一直渴望能够深入了解火电厂自动控制的奥秘。市面上关于自动控制的书籍很多，但真正能够结合火电厂实际生产特点，并用通俗易懂的语言来讲解的却少之又少。这本《火电厂自动控制理论基础》的出现，正好满足了我这样的需求。我之所以如此推崇这本书，是因为它不仅仅是简单地罗列公式和定理，而是非常注重将抽象的理论与具体的生产实践联系起来。书中对于“反馈控制”原理的讲解，就让我印象深刻。作者没有停留在“负反馈使系统趋于稳定”这样的笼统描述，而是通过模拟锅炉水位控制系统，详细地分析了反馈信号如何被测量、与设定值进行比较，然后通过控制器产生控制信号，最终驱动执行器来调整锅炉给水阀门，从而维持水位稳定。这种详细的过程分解，让我对反馈控制的内在机制有了更深刻的理解。此外，书中对于“开环控制”和“闭环控制”的对比分析，也让我醍醐灌顶。它不仅指出了开环控制的局限性，例如容易受外界干扰影响，而且通过对比，凸显了闭环控制在提高系统精度和稳定性方面的巨大优势。我尤其欣赏书中对“鲁棒性控制”的介绍，它强调了控制系统在面对不确定性和模型误差时，仍然能够保持稳定性和良好性能的重要性，这对于火电厂这样复杂且动态变化的生产环境来说，是非常关键的。这本书的深度和广度都让我感到满意，它为我打开了一扇了解火电厂自动化控制世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构非常清晰，内容由浅入深，循序渐进，是学习火电厂自动控制理论的绝佳读物。作为一名新入职的技术员，我对自动控制领域知之甚少，但这本书让我感觉自己正在逐步掌握这门技术。书中开篇就讲解了自动控制系统的基本组成和基本概念，例如“被控对象”、“控制器”、“执行器”、“传感器”等，并且用非常形象的比喻来解释它们的作用，让我一下子就建立了对整个系统的初步认知。接着，书中深入讲解了各种控制器的原理，包括比例（P）、积分（I）、微分（D）控制，以及它们的组合（PI、PD、PID）控制。我尤其喜欢书中关于PID参数整定方法的讲解，作者不仅列举了传统的整定方法，例如Ziegler-Nichols方法，还探讨了如何根据实际工况进行优化调整。这对于我们这些需要实际操作的人员来说，是非常宝贵的经验。此外，书中还涉及了一些更高级的控制理论，例如“自适应控制”和“模糊控制”，虽然这些内容对我来说还有些难度，但作者的讲解方式依然很清晰，让我对这些前沿技术有了一个初步的了解。最让我感到欣慰的是，书中在讲解理论的同时，还会穿插一些实际的火电厂控制系统案例，例如锅炉给水系统、汽轮机电液控制系统等，让我能够将学到的理论知识与实际工作联系起来。这本书的出现，极大地增强了我学习自动控制理论的信心和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像是一位经验丰富的老师，耐心、细致地引导着我，一步步走进火电厂自动控制的殿堂。我是一名资深的操作员，在生产一线工作了二十多年，对于自动控制系统，我一直有着模糊的认识，知道它很重要，但具体是怎么工作的，却了解不深。这本《火电厂自动控制理论基础》就像是一盏明灯，照亮了我前进的方向。书中对于“稳定性”的讲解，让我豁然开朗。我一直不明白，为什么有时候同样的参数，在不同的工况下，机组的运行状态却会有所不同。这本书详细地解释了系统稳定性的概念，以及影响系统稳定性的各种因素，例如增益裕度、相位裕度等。这让我明白了，原来自动控制系统并不是一成不变的，它会受到多种因素的影响。我特别欣赏书中关于“抗扰控制”的章节，它详细分析了火电厂生产过程中常见的各种干扰，例如负荷波动、燃料变化等，以及如何通过自动控制系统来抑制这些干扰，保证机组的平稳运行。这对于我们这些一线操作人员来说，是至关重要的知识。通过阅读这本书，我不仅对自动控制理论有了更深刻的理解，也能够更好地配合自动化工程师，共同解决生产中的技术难题。这本书是一本真正能够帮助我们提升业务能力的好书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑是填补了当前火电厂自动控制领域教材的一个重要空白。我是一名在火电厂一线工作多年的技术员，深知理论知识与实际操作之间往往存在一道鸿沟。很多时候，我们在工作中遇到的问题，虽然能凭经验解决，但往往无法深入理解其背后的机理，更谈不上优化和创新。这本书的出现，就好像为我们这些“实操派”提供了一本“武功秘籍”，能够将我们模糊的感性认识转化为清晰的理性认知。它不像是那些枯燥的理论书籍，上来就堆砌一大堆公式和概念，而是从火电厂生产的实际需求出发，循序渐进地讲解自动控制的基本原理。例如，在介绍PID控制时，书中并没有仅仅停留在PID的数学模型上，而是会结合锅炉、汽轮机等具体设备的运行特性，分析不同工况下PID参数整定的难点，以及如何通过调整参数来达到最佳的控制效果。我尤其喜欢书中举的那些“案例分析”，它们都是从实际生产中提炼出来的典型问题，书中不仅给出了解决方案，更重要的是，它会带领我们一起分析问题的根源，让我们明白为什么会发生这样的问题，以及如何从根本上避免。这种“授人以鱼不如授人以渔”的教学方式，对于我们这些基层技术人员来说，价值是无价的。而且，书中对于一些新兴的控制理论，例如模糊控制、神经网络控制等，也有比较浅显易懂的介绍，虽然我们目前在生产中可能还无法直接应用，但至少让我们对未来的发展方向有了一个初步的了解，拓宽了我们的视野。总而言之，这本书的出现，对于提升火电厂生产技术人员的专业素质，具有里程碑式的意义。