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《过程控制系统应用技术》课 课程单元教学设计 （2014～ 2015学年第2学期） 所属系部： 机械电子系 制定人： 合作人： 制定时间： 2015.2 河南化工职业学院 《过程控制系统应用技术》课程单元教学设计1 1.单元教学设计 单元标题： 自动控制系统概述 单元教学学时 2 在整体设计中的位置 第 1 次 授课班级 自动化1301 上课 时间 周? 月 ?日第??节 至 周? 月? 日第??节 上课 地点 教学 目标 能力目标 知识目标 素质目标 能够区分控制系统的不同组成部分，及不同的控制系统 能够正确分析控制系统的性能 1、了解过程控制系统的基本概念 2、掌握控制系统过渡过程及品质指标 1、培养学生发散思维能力及独立思考的能力。 能力训练任务 及 案例 （指教学的主要内容等） 任务1.自动控制系统相关知识 1.1过程控制系统的基本概念 自动控制就是在没人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或者过程自动的按照预定的规律运行。 实例讨论： 导弹能够准确命中目标， 人造卫星能够按照预定的轨道运行并返回地标； 宇宙飞船能够在月球和其他星球着陆探测后返回地球 1.2过程控制系统的任务 过程控制是自动控制学科的一门分支，是对过程控制系统的分析和设计。 1.3过程控制系统的特点 （1）被控对象的多样性 （2）对象存在滞后 （3）对象特性的非线性 （4）控制系统比较复杂 1.4自动控制理论的发展 分为经典控制理论和现代控制理论 能力训练任务 及 案例 任务2.自动控制系统的组成和分类 2.1自动控制系统的组成 分析图1-1，1-2，理解被控对象、检测元件和变送器、控制器、执行器、比较机构、被控变量y，设定值x,偏差e，操纵变量q，扰动f。 2.2过程控制系统的分类 （1）按照控制系统的基本机构不同，可分为：闭环控制系统、开环控制系统。 （2）按设定值的不同情况，将自动控制系统分三类：定制控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 任务3.自动控制系统的过渡过程及品质指标 3.1过渡控制系统的过渡过程 在扰动的作用下，控制系统从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程叫过渡过程。 把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为静态或稳态，而把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为动态或瞬态。 在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程将出现如图1-4的几种形式。 发散震荡过程 等幅震荡过程 衰减震荡过程（稳定迅速准确，是所希望的） 非振荡衰减过程（不是理想的不宜采用） 非振荡发散过程（生产中不希望的） 3.2 过程控制系统的品质指标 对过程控制系统的基本技术性能要求包括稳态和瞬态两个方面，一般可归纳为以下三点： 稳定性 准确性 快速性 分析讨论图1-5，学习最大偏差、衰减比、余差、振荡周期等几个参数的计算。 教材及参考资料 （1）过程控制系统应用技术 （2）化工仪表及自动化 （3）自动控制原理 2.单元教学过程设计 步骤 教学内容及能力 /知识目标 教师活动 学生活动 时间 （分钟） 1 复习上一个学习环节 简单总结提问上一个学习环节的重点难点 在教师的引导下回顾知识点，并回答教师的问题 5 2 授课 教授教材内容 听课 70 3 讨论 提出问题 分组进行讨论 10 4 总结 对讲授的知识进行总结 在教师引导下把所学的知识串联起来，加深理解 5 作业 课后 体会 注：每个步骤占用的行数，可以按照实际需要增减。 《过程控制系统应用技术》课程单元教学设计2 1.单元教学设计 单元标题： 过程特性 单元教学学时 2 在整体设计中的位置 第2次 授课班级 自动化1301 上课 时间 周? 月 ?日第??节 至 周? 月? 日第??节 上课 地点 教学 目标 能力目标 知识目标 素质目标 能够正确分析控制系统的过程特性 能够正确的分析对象的特性参数 掌握控制系统的静态与动态的定义及特点性质 掌握对象特性三大参数的定义及在控制系统的意义 1、培养学生的独立思考及自学的能力。 能力训练任务 及 案例 （指教学的主要内容等） 任务1.控制系统的静态与动态 在定制控制系统中，将被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态（稳态），而把被控变量岁时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。 定制控制系统的目的就是希望将被控变量保持在一个不变的值上，这只有当进入被控对象的物料量和流出对象的物料量相等时才有可能。 平衡状态是暂时的、相对的、有条件的，不平衡状态才是普遍的、绝对的、无条件的。 在生产过程中，干扰是客观存在的，不可避免的，了解系统的动态更为重要。研究自动控制控制系统的重点就是要研究系统的动态。 任务2.过程特性的类型 在研究过程特