教学大纲-厦门大学化学化工学院.DOC

化工过程控制（化学工程与工艺专业） (Process Control of Chemical Engineering) 目的和要求 本课程系统阐述化工过程控制的基本理论和仪表及计算机及网络控制技术，并介绍目前在化工过程中行之有效的各种复杂控制系统和先进控制系统，同时介绍针对各类复杂的化工过程，如时延，时变，多变量等过程的解决方案。重点不在控制系统的设计，而着眼于各类控制系统设计思路和特点及其要解决的问题。配套的过程控制仿真实验课件涵盖全部教学内容，通过多媒体演示和网络交互虚拟实验，系统的介绍过程控制理论和实施问题，培养学生分析与解决实际应用问题的能力。 为适应过程控制的发展需求，提高我国的过程控制系统的实施水平，教学内容将大大加强，即不是仅学点仪表自动化知识，而是系统的学习控制论的基本思想和分析方法以及过程控制的基本概念。要求学生了解各种典型工业过程特性及相应的控制策略，并亲自动手进行仿真实验，学习过程控制系统实施方法，着重实际问题的解决，培养即懂工艺，又懂工业控制的边缘人才。 基本内容及学时分配 该课程总学时为54学时，具体内容及学时分配如下： 主体内容（54学时） 第一章：绪论――过程控制系统概述（2学时) 介绍过程控制要求，主要性能指标和过程控制系统的基本组成。并介绍过程控制系统的发展趋势。 第二章：过程数学描述和基本分析方法（8学时） 鉴于工艺类学生缺乏控制理论基础，本章将集中介绍控制理论的基本知识，包括过程频域模型（传递函数）和时域模型（状态空间方程），离散模型及脉冲响应，模型之间的关系和转换，过程模型求解、控制系统稳定性、可控性和可观性理论。 第三章：过程信息检测及处理（6学时） 本章将简要介绍工业过程中主要操作变量，如温度、压力、流量、液位的测量方法。及测量信号的滤波处理。 第四章：过程控制系统的硬件实现（4学时） 本章简要介绍各类硬件系统，包括仪表系统，DDC控制，DCS系统和现场总线系统。 第五章：典型过程控制 （14学时） 本章为课程重点。将结合具体工业实例分析各类典型过程特性，包括积分、一阶自平衡、多阶、反向、大纯滞后等，结合过程开环、闭环传递函数，讨论不同条件下的控制策略和控制器参数整定要点。结合仿真实验，使学生学习各种典型过程的控制系统实施方略。 第六章：多变量系统分析及控制（6学时） 本章将分析多变量系统的特点，介绍静态增益阵分析方法，讨论多变量控制策略。 第七章：过程辨识及软仪表构造（8学时） 本章将结合工业实例介绍通过辨识获得过程数学模型的方法，如最小二乘递推方法和构造过程软仪表的观测器法和神经网络方法。 第八章：过程先进控制策略（6学时） 本章将结合工业实例介绍一些较为成熟的先进控制策略及其实现要点，如预估控制、自适应控制等 主要参考书 [1] [苏联]B.B卡法罗夫 著，陈丙珍译 . “控制论方法在化学和化工中的应用”.化学工业出版社 [2]王骥程，祝和云主编 ,“化工过程控制工程” .化学工业出版社, 1991.2 [3]金以慧主编, “过程控制” ,清华大学出版社,1993.4 [4] 袁璞,“生产过程动态数学模型及其在线应用”.中国石化出版社 ,1994.12 [5]邵裕森,“过程控制及仪表”.上海交通大学出版社 ,1995，7