过程控制课程教学大纲.docx

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：Process Control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-III 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（1）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（1） 过程控制系统设计概述。（2） 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：2 .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。3 .张红翠主编，过程控制仪表，化学工业出版社，2009.4 .鲁照权主编，过程控制系统，机械工业出版社，2014。八、课程考核内容及方式本课程为选修考试课，平时成绩占30% （考勤成绩15%+平时作业15%）,期末闭卷考试成绩占70%o