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《过程控制系统A》课程教学大纲

课程代码：0808734054

课程名称：过程控制系统A

英文名称：ProcessControlSystemA

学分：2总学时：32

讲课学时：30实验学时：2上机学时：0

适用对象：自动化（系统集成）专业

先修课程：电路原理、自动控制原理、传感与检测技术、电气控制与PLC

一、课程目标

本课程是自动化（系统集成）专业的一门专业课程，是结合自动控制原理、电气控制与PLC、传感检测技术及电路于一体的综合课程。课程设置的目的是使该专业学生能够掌握简单控制系统的结构分析方法，如方块图法、数学模型建立方法及系统传递函数；同时具备分析一阶系统动态响应过程的能力，并掌握系统过渡品质指标的计算方法；此外，对于简单过程控制系统的设计流程和整定方法、复杂控制系统（如串级控制、均匀控制、比值控制、分程控制及前馈控制系统）的结构及控制原理进行简要的分析；通过典型过程控制单元（流体输送设备、精馏塔、化学反应器及传热设备）的讲授，使学生能够了解此类器件基本工作原理；课程对于过程控制系统常常涉及的检测传感器件、调节仪表和调节方法、执行机构（如气动阀、电动阀等）进行了较为详细的介绍，通过该课程的学习，使得学生能根据过程工艺需要提出合理的自动控制方案。

本课程以提高学生的全面素质和培养学生的各项能力为核心组织教学。通过本课程教学与实践，应达到以下基本要求：

1、了解自动控制系统发展历程，掌握自动控制系统基本概念、术语、组成及分类等；

2、掌握简单过程控制系统分析方法，如方块图法、一阶系统数学建模方法及系统传递函数；

3、掌握分析一阶系统动态响应分析方法和系统过渡过程品质指标计算方法；

4、了解简单过程控制系统的设计流程和系统参数整定方法；

5、掌握复杂控制系统（串级控制、均匀控制、比值控制、分程控制及前馈控制）的结构及控制原理；

6、了解典型过程控制单元（流体输送设备、精馏塔、化学反应器及传热设备）的工作原理；

7、熟悉过程控制系统常用检测器件工作原理及使用方法；

8、熟悉过程控制系统常用调节仪表工作原理及使用方法；

9、熟悉过程控制系统常用执行机构工作原理及使用方法；

10、了解单回路过程控制系统结构、组成及基本工作原理。

二、教学内容

1、控制系统概述（支撑课程目标1）

教学要求：了解自动控制系统发展历程，掌握自动控制系统基本概念、术语、组成及分类等。

教学内容：

（1）自动控制的基本概念及术语。

?（2）自动控制系统的组成和分类。

?（3）正反馈及负反馈。

（4）自动控制发展简史。

2、控制系统分析方法（支撑课程目标2、3）

教学要求：掌握简单过程控制系统分析方法，如方块图法、一阶系统数学建模方法及系统传递函数；掌握分析一阶系统动态响应分析方法和系统过渡过程品质指标计算方法。

教学内容：

?（1）简单控制系统方块图的基本组成、各环节的作用。

?（2）根据工艺流程图画出系统方块图。

?（3）简单控制对象数学模型的建立方法。

?（4）传递函数和拉普拉斯变换。

?（5）过程特性参数K、T、?的物理意义及辨识方法。

?（6）瞬态响应分析方法，掌握系统过渡品质指标的基本概念和计算方法。

3、简单控制系统（支撑课程目标4）

教学要求：了解简单过程控制系统的设计流程和系统参数整定方法。

教学内容：

?（1）简单控制系统组成原理及分析。

（2）简单控制系统设计方法及流程。

（3）简单控制系统的投运步骤。

?（4）调节器及调节规律分析选择。

?（5）调节器正反作用的判定。

?（6）执行器正反作用的判定。

?（7）简单控制系统参数整定方法：临界比例度、衰减曲线法、经验法。

4、复杂控制系统（支撑课程目标5）

教学要求：掌握复杂控制系统（串级控制、均匀控制、比值控制、分程控制及前馈控制）的结构及控制原理；

教学内容：

?（1）串级控制系统组成及调节过程。

（2）均匀控制系统工作原理及调节过程。

?（3）比值控制系统工作原理、类型及调节过程。

?（4）分程控制系统工作原理、调节过程及应用。

?（5）前馈控制系统工作原理。

（6）前馈控制与反馈控制的差异。

5、典型过程单元控制系统（支撑课程目标6）

教学要求：了解典型过程控制单元（流体输送设备、精馏塔、化学反应器及传热设备）的工作原理。

教学内容：

?（1）简单控制系统组成原理及分析。

?（2）简单控制系统组成原理及分析。

?（3）简单控制系统组成原理及分析。

?（4）简单控制系统组成原理及分析。

6、检测元件及变送器（支撑课程目标7）

教学要求：熟悉过程控制系统常用检测器件工作原理及使用方法。

教学内容：

?（1）测量误差和测量仪表的性