《热工系统自动控制》课程教学大纲.docx

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1、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Automatic Control of Thermal System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（2T）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

2、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.)Thermal Control Systems is the public basic course of thermal energy and power engineering, which is the course to study the thermal process and basic principles of

3、 equipment automatic control. The main course is automatic control system components and working principle, adjust the object characteristics, regulator regulation, sensors and actuators, characteristics analysis of automatic regulation, automatic adjustment system parameter setting, complex regulat

4、ion system and typical thermal control system. Through this course, students can understand and master the dynamic characteristics of thermal objects; master the regulation of regulation rules, master the basic concept of control system, composition principle, analysis and design methods for the stu

5、dents after graduation in the thermal process of automatic control technology research and practice to lay the theoretical basis.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml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

6、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。Ml1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不，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。Ml1讲授、讨 论0/42.22

7、. 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。Ml2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Ml2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。Ml1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，

8、静 态偏差特性；Pl、PD、P1D调节器特性及特性参数，阶跃响应 特性，静态偏差特性。Ml2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。Ml2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。Ml1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

9、.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Ml4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、

10、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。Ml1.5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M32讲授0/系统统，变比值调节系统，串级比值调节系统，前馈

11、调节系统、选 择性调节系统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 .成绩采用白分制，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

12、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10。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1Ml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。2Ml课堂表现20%见课堂记录表。3Ml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

13、在问题。D-发生安全事故4Ml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,

14、 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1热工系统自动控制，中国石油大学出版社，2013. 12, ISBN:978-7-5636-4123-9. （*主教材）2图书1热工过程自动控制技术，谢碧蓉，中国电力出版社，2015. 8, ISBN:978-7-5123-6917-7.3图书1热工自动控制系统，李遵基，华北电力出版社，2000. 7, ISBN:978-7-8012-5316-3.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1单闭坏系统实验-温度过程控制实验室工科楼D514152专业必做演不性否