本书源自作者多年来在控制理论与控制工程领域的独立研究成果。本书介绍了一种基于预期动态方程的PID控制器整定方法，旨在改良PID控制器动态性能和解决参数整定问题。该方法以预期动态响应为基准进行PID控制器参数整定，显著提升了控制系统动态性能，并简化了控制器整定流程。书中详细论述了预期动态整定方法的原理和操作流程，给出了许多标准动态仿真算例，并通过小型实验和大型工业试验验证了其有效性。此外，书中还介绍了针对单变量、多变量和分数阶系统的PID参数整定，并提出了预期动态和模型预测的复合控制方法。
本书对于从事PID控制器设计和整定的研究人员和工程师具有重要的理论意义和实用价值，特别适用于大型工业系统控制的应用场景。

第1章 绪论
1.1 热力系统控制研究现状
1.2 PID控制器的整定问题
1.2.1 基于PM的PID控制器整定方法
1.2.2 无PM的PID控制器整定方法
1.2.3 复合PID控制器整定方法
1.2.4 小结
1.3 蒙德福瑞控制思想
1.4 预期动态PID控制
1.4.1 基本原理
1.4.2 研究现状
1.5 本书主要内容结构
参考文献
第2章 单变量控制系统参数整定
2.1 引言
2.2 问题描述
2.3 参数稳定域
2.3.1 开环D-分割法
2.3.2 DDE-PI的参数稳定域计算原理
2.3.3 DDE-PID的参数稳定域计算原理
2.3.4 参数稳定域计算仿真算例
2.4 性能鲁棒性评价
2.5 参数整定步骤
2.6 仿真研究
2.6.1 典型过程控制对象
2.6.2 线性传热系统温度控制
2.6.3 循环流化床锅炉的床温控制
2.7 本章小结
参考文献
第3章 多变量控制系统参数整定
3.1 引言
3.2 问题描述
3.3 控制器设计方法
3.3.1 预期特性方程选取
3.3.2 分散DDE-PID控制器参数整定步骤
3.4 典型多变量系统仿真研究
3.4.1 2×2模型
3.4.2 3×3模型
3.4.3 4×4模型
3.4.4 10×10模型
3.5 ALSTOM气化炉分散控制系统参数整定
3.5.1 问题描述
3.5.2 基于ALSTOM气化炉线性模型的分散控制
3.5.3 基于ALSTOM气化炉非线性模型的分散控制
3.6 四水箱液位分散控制系统参数整定
3.6.1 K.H.Johansson标准水箱液位控制问题描述
3.6.2 K.H.Johansson水箱的分散控制
3.7 双容水箱液位控制系统设计及实验
3.7.1 Feedback双容水箱实验装置介绍
3.7.2 双容水箱液位控制实验
3.8 本章小结
参考文献
第4章 分数阶控制系统参数整定
4.1 引言
4.2 分数阶微分方程与分数阶系统
4.2.1 分数阶微积分定义
4.2.2 分数阶微分方程及分数阶系统描述
4.3 分数阶控制系统
4.4 仿真研究
4.4.1 典型分数阶系统
4.4.2 完全相同的DDE-PID控制10个不同的分数阶模型
4.4.3 分数阶永磁同步电机模型
4.5 本章小结
参考文献
第5章 基于过程响应的预期动态选择研究
5.1 引言
5.2 问题描述
5.3 参数变化对控制效果的影响
5.4 基于过程响应的预期动态选择
5.4.1 参数初始化
5.4.2 精确跟踪预期动态响应的判定条件
5.4.3 预期动态选择
5.5 仿真研究
5.5.1 预期动态的极限
5.5.2 控制效果对比
5.6 实验台验证
5.6.1 控制效果对比
5.6.2 实验结果
5.7 现场应用验证
5.7.1 过程描述
5.7.2 试验结果
5.8 本章小结
参考文献
第6章 基于前馈补偿的预期动态控制设计与研究
6.1 引言
6.2 问题描述
6.3 基于前馈补偿的预期动态控制
6.4 参数整定
6.5 仿真研究
6.5.1 跟踪与抗扰分离调试
6.5.2 控制效果对比
6.6 实验台验证
6.6.1 水箱水位控制
6.6.2 燃气轮机转速控制
6.7 现场应用验证
6.8 本章小结
参考文献
第7章 基于预期动态的模型预测复合控制设计与研究
7.1 引言
7.2 问题描述
7.3 基于预期动态的模型预测复合控制
7.3.1 设计思路
7.3.2 设计原理
7.4 参数整定
7.5 仿真研究
7.5.1 传递函数模型
7.5.2 FBC机组非线性模型
7.6 现场应用验证
7.6.1 过程描述
7.6.2 过程描述
7.7 本章小结
参考文献
第8章 高阶无自衡系统的预期动态控制设计与研究
8.1 引言
8.2 问题描述
8.3 广义预期动态PID控制设计
8.3.1 基本原理
8.3.2 广义微分器的定义与性质
8.4 参数稳定域分析
8.5 参数整定
8.6 仿真研究
8.6.1 高阶纯积分系统
8.6.2 高阶RHP极点系统
8.6.3 四质量-弹簧动力系统
8.7 实验台验证
8.7.1 实验装置与过程描述
8.7.2 实验结果
8.8 本章小结
参考文献
第9章 总结与展望
9.1 内容总结
9.2 需进一步开展的工作
附录A 预期动态法与概率鲁棒法的PID整定对比
A.1 鲁棒设计PID概述
A.2 PR方法研究进展
A.3 单变量系统仿真对比研究
A.3.1 单变量系统的PR-PID设计方法
A.3.2 仿真结果
A.4 多变量系统仿真对比研究
A.4.1 多变量系统的PR-PID设计方法
A.4.2 仿真结果
A.5 小结
参考文献