过程控制系统教学大纲.doc

教学大纲

英文课程名称：ProcessControl

课程编号：0201508

总学时：48（其中理论课学时：44实验学时：4）

总学分：3

先修课程：微机原理与接口技术、自动控制理论Ⅰ、检测仪表及检测技术

适用专业：自动化

开课单位：电子信息与控制工程学院自动化教研室

执笔人：张新荣审校人：刘星萍

一、课程教学内容

第一章绪论

过程控制系统的组成及其分类

简单控制系统的组成；控制系统按照给定信号分类；按照控制结构分类。

过程控制系统的特点

过程控制系统的质量指标

过程控制系统的发展概况

自动化控制系统的几个发展时期的时间。

第二章被控过程的数学模型

第一节概述

建立被控过程数学模型的目的；被控过程数学模型的类型。

第二节解析法建立过程的数学模型

单容水槽过程、双容水槽过程数学模型机理建模方法；液阻、液容的概念；阶跃响应曲线特点；有时延单容水槽过程、有时延双容水槽过程数学模型；多容过程数学模型。

第三节响应曲线辨识过程的数学模型

由对象阶跃响应曲线用作图法及两点法确定对象的传递函数。

第三章变送单元

第一节概述

变送的基本概念。

第二节差压变送器

各种差压变送器结构、原理、特点。

第三节温度变送器

温度变送器组成、工作原理及线性化原理。

第七节微型化、数字化和智能化变送器

变送器的发展趋势；各种微型化、数字化和智能化变送器的结构、原理。

第四章调节单元

概述

调节器基本概念；PID控制规律；各控制规律的特点；参数改变对控制质量的影响。

第一节DDZ—Ⅲ型调节器

DDZ-Ⅲ型调节器输入部分；PI部分；PD部分；硬手动；软手动电路；输出部分工作原理。

第二节改进型调节器

抗积分饱和调节器；微分先行PID调节器；比例微分先行PID调节器。

第三节数字式调节器

数字式调节器组成、特点、应用。

第五章执行单元

第一节概述

执行器的作用；执行器的分类。

第二节电动执行机构

电动执行机构结构、工作原理。

第三节气动执行机构

气动执行机构结构、工作原理、作用形式。

第四节气动薄膜调节阀

调节阀的工作原理；调节阀的分类；调节阀的选择。

第五节电—气转换器和阀门定位器

电—气转换器和阀门定位器结构、工作原理、应用场合。

第七章安全栅

第一节概述

安全火花防爆的一般概念；安全栅的类型。

第二节输入式安全栅

输入式安全栅工作原理、电路分析。

第三节输出式安全栅

输出式安全栅工作原理、电路分析。

第八章过程控制系统设计与分析

第一节单回路控制系统设计

被控参数的选择；控制参数的选择；测量变送问题；控制器控制规律的选择；调节器参数的整定；单回路控制系统设计举例。

第二节串级控制系统设计

串级控制系统的组成；串级控制系统分析与设计。

第三节前馈控制系统

前馈控制系统的概念、组成、特点、分类及应用场合；前馈控制与反馈控制的不同；不变性原理。

第四节大时延控制系统

大时延系统的概念、组成、特点、及应用场合。

比值控制系统

比值控制系统的概念、组成、特点、分类及应用场合；比值系数的概念。

均匀控制系统

均匀控制系统概念、控制方案、系统整定。

分程控制系统

分程控制系统概念、控制方案、系统设计、应用。

选择控制系统

选择控制系统概念、控制方案、系统设计、应用举例。

二、习题课、课堂讨论内容

1.被控过程数学模型的建立

2．过程控制系统的设计

三、实验内容

1．单容过程特性的测试

2．过程控制系统实验

3.综合系统实验

教学大纲说明书

一、课程的性质与任务

《过程控制》是自动化专业的一门主要的专业课程。学生在修完公共基础课、专业基础课之后，通过《过程控制》课程的学习，使学生能够达到从事过程控制系统的分析、设计、运行及研究；培养学生工程实践能力和创新能力。通过拓宽知识面，使学生进一步了解本专业发展趋势及动向。

二、课程与其他课程的联系与分工

本课程以电路原理、电子技术基础、微机原理与接口技术、自动控制理论、过程检测及仪表为基础技术课，于第六学期开设的一门专业课。主要研究过程建模、过程控制系统的设计、参数整定和实用典型过程控制系统的分析。是一门与生产实际和工程应用紧密联系的综合性课程。

三、各章内容的基本要求及重点、难点

第一章绪论

基本要求：了解过程控制系统发展概况、应用及其在本专业学科领域的地位与作用。掌握简单控制系统的组成、分类、特点、方框图，过程控制系统的质量指标。

重点：简单控制系统的组成、分类、特点、方框图；过程控制系统的质量指标。

难点：自动控制系统的组成，各环节之间的关系。

第二章被控过程的数学模型

基本要求：了解建立被控过程数学模型的目的，被控过程数学模型的