过程控制课程教学大纲

过程控制课程教学大纲课程中文名称：过程控制课程英文名称：ProcessControl课程编号：C1050 应开课学期：6学时数：32 学分数：2适用专业：自动化（拔尖计划）课程类型：专业拓展课/选修先修课程：自动控制理论、电子技术基础、计算机控制技术、现代测试技术与传感器一、课程性质过程控制主要研究以工业过程模型为被控对象、模拟控制和数字控制为控制手段的工业过程计算机控制系统，主要内容包含过程控制系统的组成、建模、基本控制规律以及整个过程控制系统的设计等，它是自动化专业的一门专业拓展课程。二、课程目标通过本课程的学习，使学生熟练掌握过程对象的建模方法、过程参数的检测与变送以及常规过程控制系统的基本控制方法、复杂过程控制系统的控制方法等。通过本课程的理论教学，使学生能够根据生产过程任务要求，采用适宜的技术手段对生产过程加以控制。三、支撑的毕业要求课程对毕业要求的支撑课程教学目标、达成途径和评价依据等毕业要求3.掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历；了解本专业的前沿发展现状和趋势；教学目标：理解和掌握过程控制学科的发展概况与发展趋势，学习过程控制的基础理论。达成途径：通过课堂讲解，仿真验证，课外作业。评价依据：学习态度；作业；课堂提问；期末考试。评价方式：考勤；评估平时作业与课堂回答问题的正确性与完整性；评价期末考试的得分率。毕业要求5.掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素。教学目标：使学生能够创造性地运用过程控制的基本理论和基本方法进行过程控制系统的设计。达成途径：学习各章基础理论，在此基础上培养学生过程控制系统的设计能力，提高学生的创新意识。评价依据：学习态度；作业；课堂提问；期末考试。评价方式：考勤；评估平时作业与课堂回答问题的正确性与完整性；评价期末考试的得分率。四、教学内容、学时安排和基本要求第一章绪论（2学时）重点难点：控制系统的组成、控制系统的性能要求（1）了解典型的过程控制问题、过程控制系统的发展概况。（2）掌握过程控制的组成与性能要求。第二章被控过程特性及其数学模型（6学时）重点难点：过程控制系统的建模（1）理解被控过程特性、被控过程的数学模型。（2）掌握解析法建立过程的数学模型。（3）掌握实验辨识法建立过程的数学模型。第三章过程参数的检测与变送（6学时）重点难点：温度、压力与流量的检测与变送（1）了解检测与变送相关的基本概念。（2）掌握温度的检测与变送方法。（3）掌握压力的检测与变送方法。（4）掌握流量的检测与变送方法。（5）了解物位的检测与变送、智能检测仪表。第四章执行器（2学时）重点难点：电动执行器机构（1）执行器的工作原理与分类。（2）电动执行器、气动执行器。第六章PID控制器设计及参数整定（4学时）重点难点：PID控制原理与参数整定方法（1）PID控制原理。（2）PID控制参数的整定方法。（3）DDZ-=3\*ROMANIII型PID控制器。第七章复杂过程控制系统（6学时）重点难点：串级控制、前馈控制（1）掌握串级控制系统。（2）掌握前馈控制系统。（3）了解大滞后过程控制。（4）掌握比值控制。（5）掌握选择性控制。（6）了解分程控制。第八章先进过程控制系统（2学时）重点难点：预测控制预测控制第十章计算机过程控制系统（4学时）重点难点：过程控制系统设计方法过程控制系统设计概述。过程控制系统应用实例。五、课程的其它教学环节序号教学环节教学内容学时数1仿真（课外完成）题目自拟，针对设定的控制系统，自行设计控制算法，进行仿真试验。02平时作业1、过程控制系统性能评价；2、过程对象的建模；3、PID控制系统设计；4、复杂过程控制系统设计。0六、教学方法与手段本课程教学主要采用课堂讲授、多媒体教学、习题课与作业等教学方法与手段。要求教师在授课过程中，应用MATLAB等工具。七、推荐教材和教学参考资源教材：1.郭一楠主编，过程控制系统（第一版），机械工业出版社，2009参考书：1.潘永湘主编，过程控制与自动化仪表（第二版），机械工业出版社，2011。2.张红翠主编，过程控制仪表，化学工业出版社