《热工系统自动控制》课程教学大纲

《热工系统自动控制》教学大纲一、课程基本信息课程名称热工系统自动控制AutomaticControlofThermalSystem课程编码CNE222921020开课院部石大山能新能源学院课程团队热工系统自动控制学分2.0课内学时32讲授30实验2上机0实践0课外学时0适用专业机械动力类本研一体班授课语言中文先修课程电工电子学（2-2）、电工电子学（2-1）课程简介（限选）（课程简介...）热工系统自动控制是能源与动力工程专业各方向的公共基础选修课。研究实现热工过程或设备自动控制基本原理及方法的学科。主要课程内容为：自动控制系统组成及工作原理，调节对象特性，调节器调节规律，传感器与执行器，自动调节特性分析，自动调节系统参数整定，复杂调节系统和典型热工控制系统。通过本课程的学习，使学生理解并掌握热工对象的动态特性；掌握调节器调节规律；掌握控制系统的基本概念、组成原理、分析设计方法，为学生毕业后从事热工过程自动控制技术研究与实践打好理论基础。(Intro...)ThermalControlSystemsisthepublicbasiccourseofthermalenergyandpowerengineering,whichisthecoursetostudythethermalprocessandbasicprinciplesofequipmentautomaticcontrol.Themaincourseisautomaticcontrolsystemcomponentsandworkingprinciple,adjusttheobjectcharacteristics,regulatorregulation,sensorsandactuators,characteristicsanalysisofautomaticregulation,automaticadjustmentsystemparametersetting,complexregulationsystemandtypicalthermalcontrolsystem.Throughthiscourse,studentscanunderstandandmasterthedynamiccharacteristicsofthermalobjects;mastertheregulationofregulationrules,masterthebasicconceptofcontrolsystem,compositionprinciple,analysisanddesignmethodsforthestudentsaftergraduationinthethermalprocessofautomaticcontroltechnologyresearchandpracticetolaythetheoreticalbasis.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握热工过程或设备中的自动控制基本知识、自动控制原理，热工对象的动态特性。是2M2目标2：能够基于自动控制原理，对简单的热工过程和设备动态特性进行分析，得到合理结论。是3M3目标3：具有使用信息技术工具，对热工系统自动控制问题建立模型、求解和分析的能力，并能够理解其局限性。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节111自动控制系统概述本章重点难点：自动控制组成及工作过程，过渡过程。自动控制系统的相关概念，自动控制系统的组成及工作过程，自动控制系统的分类，自动控制系统的过渡过程，过程自动控制的发展概况，自动控制技术在热能工程中的应用。M11讲授0/222调节对象特性本章重点难点：简单对象的微分方程表示，对象特性参数及其意义，飞升曲线的意义。/////32.12.1对象特性及微分方程对象特性，研究对象的目的，对象特性的研究方法，简单对象的微分方程。M11讲授、讨论0/42.22.2热工对象的动态特性对象的飞升曲线，对象特性微分方程简化，对象的导出参数，对象的定义参数，广义对象，常用热电偶特性，对象中的其它问题。M12讲授0/5实验1实验1：温度控制实验学习单闭环系统实验-温度控制M12实验2撰写实验报告633调节器调节规律本章重点难点：P、I、D调节器的调节规律，三种基本调节规律的优缺点，PI、PD、PID调节器的调节规律。/////73.13.1双位控制调节规律参数对调节过程的影响，对象特性对调节过程的影响。编制高斯消去法和牛顿迭代法的程序。M11讲授0/83.23.1比例控制、积分控制、微分控制比例、积分、微分调节器特性及特性参数，阶跃响应特性，静态偏差特性；PI、PD、PID调节器特性及特性参数，阶跃响应特性，静态偏差特性。M12讲授、讨论//944传感器与执行器本章重点难点：传感器及其动态特性分析；执行器；变频器概念及应用。/////104.14.1传感器与执行器传感器的组成和种类，传感器的性能与评价；执行机构，调节阀。M12讲授0/114.24.2变频器变频器调速工作原理，变频器分类，变频器参数，变频器的运行参数设置，变频器应用。M11讲授0/1255自动调节系统特性分析及参数整定本章重点难点：传递函数在自调系统特性分析上的应用，调节规律对调节过程的影响分析，调节器特性参数对调节过程的影响及参数整定。/////135.15.1应用传递函数求系统特性调节过程四种形式，调节过程主要指标，最佳调节过程。传递函数基本概念，传递函数对比例调节系统分析，传递函数对积分调节系统分析，传递函数对双容的比例调节系统分析M14讲授、讨论0/145.25.2自动控制系统的指标分析系统传递函数与特征方程的关系，系统瞬态响应分析，系统阶跃响应分析。M22讲授//155.35.3调节器规律选择与参数整定调节规律对调节过程的影响，调节器参数整定。M21讲授0/1666计算机控制系统本章重点难点：量化，采样过程的数学描述，各过程通道的组成、特点，中断及应用场合，抗干扰技术。/////176.16.1数字采样过程计算机控制系统的组成、特点及分类，采样过程及数学描述，量化及量化误差，模拟开关。M11.5讲授0/186.26.2过程通道及控制策略模拟量输入通道，模拟量输出通道；开关量输入输出通道，过程控制计算机的中断系统；计算机过程控制的可靠性与抗干扰技术M23.5讲授0/1977复杂自动控制系统本章重点难点：复杂调节系统调节原理及特点，前馈调节系统全补偿条件。/////207.17.1串级调节系统串级调节系统结构，串级调节系统工作原理及特点，串级调节系统的应用。M32讲授//217.27.2其他复杂调节系统开环比值调节系统，单闭环比值调节系统，双闭环比值调节系统，变比值调节系统，串级比值调节系统，前馈调节系统、选择性调节系统M32讲授0/2288典型热工过程控制本章重点难点：典型热工过程控制分析。热工自动测试系统，热媒炉微机控制系统，油气处理厂自动化系统，锅炉自动控制系统，DCS在常减压装置上的应用。M34讲授0大作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1考勤随机点名、刷卡点名等5%2课堂表现随机检查学生上课精神状态、讨论及雨课堂答题情况5%3实验1.本课程设置2个学时实验。2.成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3.考核学生对单闭环控制系统理论掌握情况，分析单闭环控制系统的特点，评价单闭环控制系统的性能。5%4大作业1.本课程要求调研热工过程或设备中出现最新的控制系统，分析设备、控制方法、控制策略，并指出其先进性党和不足。2.根据报告规范、内容全面和分析情况评分。40%5期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对热工系统自动控制系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、分析题、计算题等。45%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1考勤10%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。2M1课堂表现20%见课堂记录表。3M1实验40%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故4M1期末考试20%（见试卷评分标准）5M2考勤10%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。6M2课堂表现20%见课堂记录表。7M2期末考试20%（见试卷评分标准）8M3考勤10%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。9M3课堂表现20%见课堂记录表。10M3大作业10%（见大作业评分标准）11M3期末考试20%（见试卷评分标准）评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|热工系统自动控制,,中国石油大学出版社,2013.12,ISBN:978-7-5636