目　录

第 1章　绪论　1
1.1　自动化与自动控制　1
1.2　一些名词和术语　2
1.3　自动化专业的历史沿革　5

第 2章　自动控制系统组成原理　9
2.1　自动控制系统的组成结构与性能要求　9
2.1.1　系统的基本组成结构　9
2.1.2　控制系统稳定性概念　11
2.1.3　控制系统品质指标的数学描述　14
2.2　自动控制系统的分类　17
2.2.1　按被控对象特性分类　18
2.2.2　按自动控制系统是否形成闭合回路分类　18
2.2.3　按系统输入/输出的个数分类　21
2.2.4　按给定值信号的特点分类　23
2.2.5　按控制系统元件的特性分类　24
2.2.6　按系统中传输信号对时间的关系分类　24

第3章　自动控制理论　26
3.1　经典控制理论　26
3.1.1　传递函数描述及建立方法　26
3.1.2　经典控制论中的典型控制律PID　28
3.1.3　控制系统复频域分析方法　30
3.1.4　控制系统的设计与综合　32
3.1.5　线性离散系统的分析与设计　34
3.1.6　非线性系统分析方法　34
3.2　现代控制理论　36
3.2.1　状态空间描述及建立方法　36
3.2.2　控制系统的可控可观性　37
3.2.3　状态反馈与输出反馈　37
3.2.4　**优控制　41
3.3　当代控制理论　42
3.3.1　控制系统的数值解　42
3.3.2　**优化理论与方法　46
3.3.3　系统辨识　49
3.3.4　自适应控制　52
3.3.5　预测控制　55
3.3.6　鲁棒控制　57
3.3.7　随机控制　58
3.3.8　智能控制　60

第4章　自动化学科领域范畴　68
4.1　检测与控制理论研究　68
4.1.1　检测理论与方法　68
4.1.2　控制理论与方法　75
4.2　控制设备与装置的研发与生产　84
4.2.1　模拟控制仪表　84
4.2.2　数字化仪表　86
4.2.3　计算机监视系统　86
4.2.4　分散控制系统　87
4.2.5　现场总线控制系统　91
4.2.6　可编程逻辑控制器　93
4.3　信息与管理　97
4.3.1　计算机网络与数据库技术　97
4.3.2　管理信息系统　105
4.3.3　厂级监控信息系统　110
4.3.4　数字化工厂　116
4.4　系统的集成与应用　119
4.4.1　信息集成　120
4.4.2　设备集成　121
4.4.3　物联网与云计算　122

第5章　自动化技术的应用领域　126
5.1　火力发电生产过程自动控制　126
5.1.1　火力发电厂的构成及其工作原理　126
5.1.2　火力发电厂生产过程所需要的控制　129
5.2　化工生产过程自动控制　136
5.2.1　流体输送过程控制　136
5.2.2　传热设备的控制　137
5.2.3　精馏过程的控制　137
5.2.4　化学反应过程控制　139
5.3　炼油生产过程自动控制　139
5.3.1　蒸馏生产过程控制　141
5.3.2　催化裂化生产过程控制　142
5.4　飞机的飞行控制　145

第6章　自动化学科的发展展望　148
6.1　自动化学科理论体系的发展展望　148
6.1.1　自动控制理论　148
6.1.2　系统建模理论与方法　149
6.1.3　控制系统优化理论与方法　150
6.2　检测技术的**新进展　152
6.2.1　检测仪表智能化　153
6.2.2　新型检测技术与仪器　154
6.3　控制装备与自动化设备的发展展望　160

第7章　自动化专业卓越工程师计划培养方案　162
7.1　自动化专业卓越工程师培养计划的课程体系　162
7.1.1　培养目标　163
7.1.2　培养基本要求　163
7.1.3　教学进程　164
7.2　专业基础教育特色课程教学大纲　166
7.2.1 “电工电子技术基础”课程教学大纲　166
7.2.2 “现代工程控制理论”课程教学大纲　171
7.3　专业教育特色课程教学大纲　175
7.3.1 “控制装置与系统”课程教学大纲　175
7.3.2 “计算机控制技术与系统”课程教学大纲　177
7.3.3 “清洁能源发电控制系统”课程教学大纲　179
7.4　实践环节与内容　180
7.4.1　综述　180
7.4.2　智能汽车设计　182
7.4.3　大型火电机组热控系统设计及实现　183
7.4.4　企业实习与毕业论文　184

参考文献　185