《过程控制系统》教学大纲.docx

《过程控制系统》教学大纲

适用范围：202X版本科人才培养方案

课程代码课程性质：专业选修课

学分：3学分

学时：48学时（理论40学时，实验8学时）

先修课程：自动控制原理、现代控制理论、传感器与检测技术等

后续课程：无

适用专业：自动化

开课单位：电气工程与自动化学院

一、课程说明

《过程控制系统》是自动化专业学生的专业选修课。本课程以单回路控制系统为主线，讲解单回路控制系统组成及其四大组成部分：被控对象建模方法，检测仪表、执行器、控制器的原理、类型、选型方法等，然后重点介绍单回路控制系统设计，并简要介绍复杂控制系统设计和实现特殊需求的过程控制系统。本课程注重基本理论知识的深入学习，重在培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，强调理论、分析设计方法、工程应用三者之间的协调，培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。

二、课程目标

通过本课程的学习，使学生达到如下目标：

课程目标1：理解过程控制系统的组成及其工作原理，掌握工业自动化装置和控制系统的有关基础知识，能建立简单被控过程的数学模型。

课程目标2：能够对过程控制系统的各组成部分进行必要系统分析，并根据生产工艺特点合理选择过程检测仪表和变送器、执行器、控制器过程控制系统核心组成部分。

课程目标3：具备从事工业过程控制系统方案设计、仪表选型、校验、调试、参数整定等工作的专业知识和能力，能对简单过程控制系统进行综合设计，能初步对复杂控制系统进行分析设计。

课程目标4：具有坚定正确的政治方向，具有为国家富强昌盛而努力奋斗的坚强意志；形成良好的劳动习惯，能适应工业过程控制场合复杂、艰巨的劳动强度和恶劣的劳动环境；具有严谨的科学态度和现代社会的竞争意识、环境保护意识、价值效益意识、求实创新意识等专业素质。

三、课程目标与毕业要求

《过程控制系统》课程教学目标对自动化和自动化（专升本）毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系

毕业要求

指标点

课程目标

支撑

强度

1.工程知识：能将数学、自然科学、工程基础和专业知识应用于解决自动化控制领域的复杂工程问题。

1.4能够将自然科学、工程基础、专业知识和数学模型方法应用于自动控制领域复杂工程问题解决方案的比较与综合。

课程目标1：理解过程控制系统的组成及其工作原理，掌握工业自动化装置和控制系统的有关基础知识，能建立简单被控过程的数学模型。

H

2.问题分析：能应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析自动控制领域中复杂工程问题，以获得有效结论。

2.2能够运用所掌握的科学原理和数学模型的方法，表达出复杂工程问题中各环节和参数之间内在联系或关系。

课程目标2：能够对过程控制系统的各组成部分进行必要系统分析，并根据生产工艺特点合理选择过程检测仪表和变送器、执行器、控制器过程控制系统核心组成部分。

课程目标3：具备从事工业过程控制系统方案设计、仪表选型、校验、调试、参数整定等工作的专业知识和能力，能对简单过程控制系统进行综合设计，能初步对复杂控制系统进行分析设计。

H

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对自动控制领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

4.2能够基于科学原理并采用科学方法对自动控制领域相关的复杂工程问题选择研究路线，设计实验方案。

课程目标4：具有坚定正确的政治方向，具有为国家富强昌盛而努力奋斗的坚强意志；形成良好的劳动习惯，能适应工业过程控制场合复杂、艰巨的劳动强度和恶劣的劳动环境；具有严谨的科学态度和现代社会的竞争意识、环境保护意识、价值效益意识、求实创新意识等专业素质。

M

注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配

1.理论部分

理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。

表2教学内容、基本要求与学时分配

教学内容

教学要求，教学重点难点

理论学时

实验学时

对应的课程目标

1.绪论

1.1过程控制的要求与任务

1.2过程控制系统的组成与特点

1.3过程控制系统的性能指标

1.4过程控制系统的设计

1.5过程控制的发展与趋势

教学要求：理解过程控制的基本概念；掌握过程控制系统的组成、分类、性能指标；

了解过程控制系统的特点与发展概况。

重点:过程控制的基本概念、控制系统的组成与特点。

难点:过程控制系统的性能指标。

2

0

1、4

2.被控过程的数学模型

2.1过程模型概述

2.2机理建模法

2.3测试建模法

教学要求：理解并掌握被控过程的动态特性、数学模型的表达形式；掌握单容对象建模方法，掌握用测试法建模的两种方法，掌握多容对象的传递函数；了解建模的基本要求和非线性环节的处理方法和阶跃响应的获取方法。