1323S04009-过程控制-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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2024-09-08 发布于北京
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附件5-1

ADDINCNKISM.UserStyle《过程控制》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1323S04009

开课单位

电子信息工程学院

课程名称

过程控制

ProcessControl

课程性质

必修

考核类型

考试

课程学分

课程学时

课程类别

专业发展课程（专业核心课）

先修课程

自动控制原理、传感器原理

适用专业（类）

自动化、自动化卓越、电气工程及其自动化

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《过程控制》课程是控制类专业的一门专业核心课程，是将控制理论与实际生产应用结合的桥梁课程。课程以控制原理为理论指导基础、以工艺过程分析为主体、以仪器仪表和计算机为技术手段，用于工业生产过程的控制系统分析、设计和应用，具有较强的综合性和工程应用性特点。课程所涉及的概念、观点、分析和设计方法广泛应用于电力、石油、化工、冶金、造纸、医药等各种工业生产过程。

旨在通过本课程的理论教学与能力训练，使学生掌握系统建模、简单控制系统构建调试的基础知识、以及复杂控制系统的设计应用等基本原理；具备分析系统性能、设计控制结构、调试控制系统的基本能力；了解系统经济性、安全性、环境保护等工程应用概念；为控制类学生后续的课程设计和毕业设计等实践课程奠定必要的理论基础。同时融入社会主义核心价值观的教育，增强学生的社会责任感和使命感，激发科技报国的爱国情怀。

（二）教学目标

使学生建立过程控制系统的基本概念，掌握过程控制系统基本分析和设计方法，培养学生能分析复杂工程问题的特性并给出正确解决方案的能力，使学生具备团队合作精神和创新意识。课程目标及能力要求具体如下：

课程目标1：掌握工业过程控制系统的相关基础知识，对生产过程进行抽象、简化、归纳，应用机理建模法和测试建模法建立被控过程的数学模型，能用专业术语、传递函数、系统方框图等对复杂工业过程进行动态特性的分析和识别表达。

课程目标2：能够基于工程数学和控制理论的基本知识，通过数学模型的推演，进行复杂工程问题解决方案的分析、对比，并得出合理有效结论。

课程目标3：针对实际工艺流程的特点和控制目标，基于控制理论和自动化技术的科学原理，通过文献研究和团队合作自主学习，分析复杂因素对工程问题的影响，构建符合需求并具有一定创新性的完整实施方案，并评价其安全性、经济性等对人类和环境造成的影响。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

1-3能将相关知识和数学模型方法用于推演、分析自动化专业相关工程问题，并能够用于工程问题解决方案的比较与综合

课程目标2

2-2能基于相关科学原理和数学模型方法正确表达自动化专业领域的复杂工程问题

课程目标1

4-1能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析自动化专业领域复杂工程问题的解决方案；

课程目标3

四、教学方式与方法

本课程以理论学习与应用实践相结合的方式，辅以网络教学平台互动及计算机辅助设计开展翻转式混合教学。通过以下方式方法促进学生的自主学习，丰富教学过程：

（一）混合式教学方法

课堂教学和在线学习相结合，充分体现以学生为主体，教师为主导的教学理念，实现翻转课堂教学：

1、知识构建：由前置导向式预习资料、课堂核心知识点精讲、进阶式课堂深化讨论和总结式系统性评述构成，帮学生建立完整的知识体系。

2、知识内化及应用能力训练：用随堂练习帮助学生完成知识点的记忆和强化，并及时反馈纠错；采用问题导向式的仿真训练实现知识点的内化和应用能力提升。

3、综合性成绩评价：总成绩由过程性评价和期末考试成绩构成。利用网络教学平台的统计数据，对于学生的学习态度、知识点掌握、应用能力和团队合作精神等给出全面客观的过程性评价。期末考试针对核心知识点及应用能力进行评价。

（二）工程案例与PBL教学

以实际工程案例为教学资源，在解决复杂工程问题的过程中，锻炼学生分析问题、解决问题的能力和团队协作意识。

1、针对工程案例的复杂问题，通过小组分工及人员管理、学习软件工具、文献检索研究等，锻炼学生的团队协作、信息收集和自主学习能力。

2、针对问题提出解决方案，通过仿真软件完成控制系统的设计，对结果进行评价，加深对所学知识的理解和运用。

3、完成案例分析及数值模拟结果的分析、数据资料汇总及文字表达，锻炼学生沟通及表达能力。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

该课程的教学重点是使学生掌握实际工业过程控制系统的分析和设计方法，重点内容包括：工业过程中“容量”的概念及其与数学模型阶数、参数之间的关系；测试建模法的基本思想及建立数学模型的几种基本实验方法；基本控制规律的特性分析；单回路控制系统的构建方法和调节器的工程整定方法；针对复杂过程特性及控制要求，设计复杂控制系统，掌握各种控制结构的特点和性能。典型工程案