《过程控制工程》课程教学大纲(本科)

《过程控制》课程教学大纲课程中文名称：过程控制课程英文名称：Process Control课程编号：C1050 应开课学期：6学时数：32 学分数：2适用专业：自动化课程类型：专业拓展课/必修先修课程：电子技术基础、自动控制理论、计算机控制技术、传感器与检测技术一、课程性质过程控制主要研究以工业过程模型为被控对象、模拟控制和数字控制为控制手段的工业过程计算机控制系统，主要内容包含过程控制系统的组成、建模、基本控制规律以及整个过程控制系统的设计等，它是自动化专业的一门专业拓展课程。

二、课程目标通过本课程的学习，使学生熟练掌握过程对象的建模方法、过程参数的检测与变送以及常规过程控制系统的基本控制方法、复杂过程控制系统的控制方法等。

通过本课程的理论教学，使学生能够根据生产过程任务要求，采用适宜的技术手段对生产过程加以控制。

三、支撑的毕业要求课程对毕业要求的支撑课程教学目标、达成途径和评价依据等毕业要求3.掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历；了解本专业的前沿发展现状和趋势；教学目标：理解和掌握过程控制学科的发展概况与发展趋势，学习过程控制的基础理论。

达成途径：通过课堂讲解，仿真验证，课外作业。

评价依据：学习态度；课堂提问；考试成绩。

评价方式：平时成绩；考试成绩。

毕业要求5,掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识; 具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素；教学目标：使学生能够创造性地运用过程控制的基本理论和基本方法进行过程控制系统的设计。

达成途径：学习各章基础理论，在此基础上培养学生过程控制系统的设计能力，提高学生的创新意识。

评价依据：学习态度；课堂提问；考试成绩。

评价方式：平时成绩；考试成绩。

四、教学内容、学时安排和基本要求第一章绪论（2学时）重点难点：控制系统的组成、控制系统的性能要求（1）了解典型的过程控制问题、过程控制系统的发展概况。

过程控制教学大纲一、课程简介过程控制是自动化领域中的重要组成部分，广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业生产过程中。

本课程旨在让学生掌握过程控制的基本原理和方法，学会分析和设计过程控制系统，提高解决实际问题的能力。

二、课程目标1、掌握过程控制的基本概念、原理和常用控制算法；2、了解过程控制系统的组成、特点和分类；3、掌握过程控制系统的设计和调试方法；4、学会对过程控制系统进行性能评估和优化；5、培养解决实际问题的能力，提高综合素质。

三、课程内容1、过程控制概述：过程控制的基本概念、发展历程和应用领域；2、过程控制系统组成：工艺流程、自动化仪表、控制系统和执行机构等；3、过程控制系统设计：控制方案设计、控制系统选型、控制系统集成和调试等；4、过程控制算法：PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等；5、过程控制系统性能评估与优化：性能指标评估、系统优化和改进措施等；6、典型过程控制系统案例分析：化工、石油、电力、冶金等行业的典型过程控制系统案例分析。

四、课程安排本课程共分为理论教学和实践教学两个部分。

理论教学部分包括以上六个方面的内容，实践教学部分包括实验、课程设计和综合实践等环节。

具体安排如下：1、第一讲：过程控制概述（2学时）；2、第二讲：过程控制系统组成（4学时）；3、第三讲：过程控制系统设计（4学时）；4、第四讲：过程控制算法（4学时）；5、第五讲：过程控制系统性能评估与优化（2学时）；6、第六讲：典型过程控制系统案例分析（2学时）；7、第七讲：实验环节（4学时）；8、第八讲：课程设计和综合实践环节（8学时）。

五、教学方法本课程采用多媒体教学、案例分析和实验相结合的教学方法。

通过多媒体教学，使学生对过程控制的基本概念和原理有更直观的认识；通过案例分析，使学生了解实际生产过程中遇到的问题及解决方法；通过实验环节，使学生能够亲手操作和体验过程控制系统的运行与调试。

六、考核方式本课程采用平时成绩和期末考试相结合的考核方式。

《过程控制技术》课程教学大纲撰写人：李杰审核人：编写日期：2020年2月一、课程基本信息课程编号：17021141课程类别：专业课课程性质：必修课学时/学分： 48/3实验课时：8先修课程：《自动控制原理》、《传感器与自动检测技术》适用专业：电气工程及其自动化二、课程简介、目标及学生应达到的能力课程简介：本课程是电气工程及其自动化专业重要的专业课程，实用性很强。

包括“控制系统”、“过程控制仪表”等内容。

课程目标：本课程的教学目标和任务是使学生掌握连续工业过程控制的过程建模、简单和复杂控制策略等基础知识和基本理论、PID参数整定的常用方法。

了解学科前沿，注重理论联系实际，从应用的角度，理解过程控制问题的本质，并与实际工程应用相结合，掌握分析和设计过程控制系统的方法，培养学生实践动手能力和自动化仪表的应用能力，提高学生在过程控制应用软件方面的编程技能。

通过本课程的教学，应使学生达到下列要求：1.了解控制系统的有关概念；掌握控制系统的常用分析方法；2.掌握简单控制系统的有关分析、设计等内容；掌握高性能过程控制系统的原理、设计等内容；3.熟悉有特殊工艺要求的过程控制；掌握过程控制仪表的“检测元件及变送器”、“调节器”和“执行器”这三部分中的每一部分的种类、组成及其原理等内容。

课程目标与毕业要求的对应关系：三、课程教学内容与学时分配（一）绪论（2课时）主要内容：过程控制发展概况；过程控制的特点；过程控制系统的组成及其分类；本课程的教与学的方法，即学习本课程的方法与技巧。

1. 基本要求（1）掌握过程控制系统发展概况、组成、分类和特点。

（2）了解过程控制发展经历的几个阶段的特点、理论基础、主要仪表和系统的基本结构。

（3）了解过程控制的特点。

（4）了解过程控制系统的组成及其分类。

（5）了解“过程控制工程”课程的性质和任务。

2. 学时分配课堂教学2学时，其中，过程控制发展概况、过程控制的特点、过程控制系统的组成及其分类（100分钟）；对过程控制技术的基本要求（10分钟）；过程控制技术的教学方法（10分钟）。

过程控制工程孙洪程答案【篇一：过程控制工程教学大纲】xt>过程控制工程（process control engineering）课程性质：专业主干课适用专业：机电一体化技术学时分配：课程总学时：60学时其中理论课学时：60学时；实验课学时：0学时；先行课程情况：先行课：高等数学、单片机原理与应用、自动控制原理、传感器技术等；教材：孙洪程，李大宇，翁维勤编著．《过程控制工程》．北京：高等教育出版社， 2013年12月重印参考书目：1、邵裕燊．过程控制工程．北京：机械工业出版社2、何衍庆，俞金寿，蒋慰孙．工业生产过程控制．北京：化学工业出版社一、课程的目的与任务过程控制工程是机电一体化技术专业开设的主干课之一，主要研究工业生产过程中应用比较成熟的控制系统。

随着现代工业的迅速发展，对工业过程的要求也越来越高，用于工业过程控制的自动化装置也迅速发展，因此对工业过程控制的要求也随之提高。

作为研究工业过程控制系统组成，基本控制规律，以及工业过程控制系统的设计，投运的课程-----过程控制工程也越来越受到重视，并使得该课程成为自动化相关专业的一门重要的专业课程。

本课程的任务是：使学生通过本课程的学习，获得工业过程控制系统的基本理论、基本知识和基本技能，掌握测量与变送器、执行器、智能控制仪表、以及工业生产过程中的一些具体设备等自动化装置的原理与使用方法，掌握基本过程控制系统设计的方法与控制器参数的整定方法，从而为从事与本课程有关的的技术工作打下一定的基础。

二、课程的基本要求本课程采用传统的课堂讲授模式，在课堂安排上，做到精讲教学内容和学生课外自学、阅读相结合，使学生了解重点、认识难点，突出重点、剖析难点，掌握重点、化解难点，提高学生解决问题能力；引导学生课前预习、课后复习，加深对其基础知识的巩固和对前沿领域的了解。

本课程的主要内容包括基本过程控制系统、先进控制系统、过程控制工程三大模块。

其中基本过程控制系统及过程控制工程为本课程的主要学习部分，要求学生可以运用所学知识对常见的过程控制系统加以论证或者进行必要的定性定量分析。

过程控制工程第三版教学大纲一、背景和介绍过程控制工程是一门涉及控制和监测工业过程的学科。

过程控制工程在化工、石油和制造业等领域广泛应用，是工业自动化中不可或缺的一部分。

本课程旨在为学生提供必要的知识和技能，以便他们在未来的职业生涯中成为过程控制工程师。

二、课程目标本课程的学习目标如下： - 理解过程控制工程的基本概念和原理，包括传感器、控制器、执行器等的使用。

- 学习如何设计和实现一个简单的过程控制系统，包括信号处理、模型建立和控制算法的应用。

- 掌握常见的控制策略，包括PID控制、模型预测控制、最优控制等，并了解如何选择和使用不同的控制策略。

- 学习如何使用计算机进行过程控制系统的建模和仿真。

- 掌握过程控制系统的调试和维护方法。

三、课程详细内容本课程的内容如下所述：第一章：控制系统概述•引言和概述•控制系统的基本要素•控制系统的分类•控制系统的性能指标第二章：传感器和执行器•传感器的基本原理和分类•信号处理和传输•执行器的基本原理和分类•报警和安全切断装置第三章：控制器•控制器的基本原理和分类•PID控制器及其参数调节•其他控制策略：模型预测控制、最优控制等•控制器的调试和维护第四章：过程建模和控制算法•过程建模的基本原理和方法•基于模型的控制算法•现场控制和优化第五章：计算机控制系统•实时控制系统概述•实时控制系统的硬件和软件•实时控制系统的设计与实现•实时控制系统的调试和维护四、教学方法和评估本课程的教学方法包括讲授、实验和综合性设计任务。

课堂讲授将介绍过程控制工程的基本知识和技能，实验和综合性设计任务将帮助学生巩固和应用所学知识。

评估方式包括平时成绩、考试和综合性设计任务。

五、参考书目•史密斯，卡尔. 过程控制工程[M]. 机械工业出版社, 2005.•埃尔曼. 过程控制[M]. 科学出版社, 2011.•陈学林, 王福梅. 控制工程实验教程[M]. 电子工业出版社, 2009.六、结论过程控制工程是工业自动化中不可或缺的一部分。

可编辑修改精选全文完整版教学大纲英文课程名称：Process Control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第一节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。

第二节过程控制系统的特点第三节过程控制系统的质量指标第四节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。

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。

过程控制工程孙洪程答案【篇一：过程控制工程教学大纲】xt> 过程控制工程（process control engineering ）课程性质：专业主干课适用专业：机电一体化技术学时分配：课程总学时：60 学时其中理论课学时：60 学时；实验课学时：0 学时；先行课程情况：先行课：高等数学、单片机原理与应用、自动控制原理、传感器技术等；教材：孙洪程，李大宇，翁维勤编著．《过程控制工程》．北京：高等教育出版社，2013 年12 月重印参考书目：1、邵裕燊．过程控制工程．北京：机械工业出版社2、何衍庆，俞金寿，蒋慰孙．工业生产过程控制．北京：化学工业出版社一、课程的目的与任务过程控制工程是机电一体化技术专业开设的主干课之一，主要研究工业生产过程中应用比较成熟的控制系统。

随着现代工业的迅速发展，对工业过程的要求也越来越高，用于工业过程控制的自动化装置也迅速发展，因此对工业过程控制的要求也随之提高。

作为研究工业过程控制系统组成，基本控制规律，以及工业过程控制系统的设计，投运的课程----- 过程控制工程也越来越受到重视，并使得该课程成为自动化相关专业的一门重要的专业课程。

本课程的任务是：使学生通过本课程的学习，获得工业过程控制系统的基本理论、基本知识和基本技能，掌握测量与变送器、执行器、智能控制仪表、以及工业生产过程中的一些具体设备等自动化装置的原理与使用方法，掌握基本过程控制系统设计的方法与控制器参数的整定方法，从而为从事与本课程有关的的技术工作打下一定的基础。

二、课程的基本要求本课程采用传统的课堂讲授模式，在课堂安排上，做到精讲教学内容和学生课外自学、阅读相结合，使学生了解重点、认识难点，突出重点、剖析难点，掌握重点、化解难点，提高学生解决问题能力；引导学生课前预习、课后复习，加深对其基础知识的巩固和对前沿领域的了解。

本课程的主要内容包括基本过程控制系统、先进控制系统、过程控制工程三大模块。

其中基本过程控制系统及过程控制工程为本课程的主要学习部分，要求学生可以运用所学知识对常见的过程控制系统加以论证或者进行必要的定性定量分析。

过程控制教学大纲过程控制教学大纲过程控制是工程领域中非常重要的一门学科，它涉及到工业生产中的自动化控制、优化和监控等方面。

为了帮助学生全面了解和掌握过程控制的基本理论和实践技能，制定一份科学合理的过程控制教学大纲是必不可少的。

一、课程简介过程控制教学大纲首先需要对课程进行简要介绍。

课程应包括过程控制的定义、目标和应用领域等基本概念，以及介绍过程控制在工业生产中的重要性和作用。

二、课程目标在过程控制教学大纲中，明确课程的目标是至关重要的。

课程目标应包括以下几个方面：1. 理论知识：学生应该掌握过程控制的基本理论知识，包括控制系统的基本原理、控制策略和控制算法等。

2. 实践技能：学生应该具备一定的实践技能，能够运用所学的过程控制理论知识解决实际问题，包括系统建模、控制器设计和参数调整等。

3. 创新能力：学生应该培养创新思维和解决问题的能力，能够在实际工程中应用过程控制的知识和技能，提出改进和优化方案。

三、教学内容在过程控制教学大纲中，详细列出课程的教学内容是必要的。

教学内容应包括以下几个方面：1. 过程控制的基本概念：介绍过程控制的定义、目标和应用领域，以及过程控制在工业生产中的重要性和作用。

2. 控制系统的基本原理：介绍控制系统的基本组成和工作原理，包括传感器、执行器、控制器和过程等。

3. 控制策略和控制算法：介绍常见的控制策略和控制算法，包括比例-积分-微分（PID）控制、模糊控制和模型预测控制等。

4. 系统建模与参数辨识：介绍系统建模的基本方法和参数辨识的技术，包括传统的数学建模方法和现代的数据驱动建模方法。

5. 控制器设计与参数调整：介绍控制器设计和参数调整的方法和技术，包括根轨迹法、频域法和优化方法等。

6. 过程监控与故障诊断：介绍过程监控和故障诊断的方法和技术，包括统计过程监控和模型基于过程监控等。

四、教学方法在过程控制教学大纲中，应明确教学方法和教学手段。

教学方法应灵活多样，既包括理论讲解和案例分析，也包括实验操作和实践项目等。

过程控制系统课程教学大纲（ProcessContro1System）学时数：40学时其中：实验学时：课外学时：学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化一、课程的性质、目的和任务《过程控制系统》课程是电气工程与自动化专业的一门专业主干课程，具有很强的实践性。

通过本课程的学习，要使学生在掌握自动控制理论和过程检测与控制仪表等知识的基础上，用工程处理的方法去解决控制系统的分析、设计与研究方面的问题。

二、课程教学的基本要求（一）单回路控制系统特点、适用场合及分析设计方法：（二）深刻理解、牢固掌握各种复杂控制系统的特点、适用场合及分析设计方法；（≡）通过对典型案例的学习，掌握对各典型单元操作静、动态特性的分析方法，和与之相匹配的典型控制方案的设计，了解其发展动态。

本课程总学时为40学时，2.5学分，设置在第七学期。

其中相关实验安排在综合实验中。

三、课程的教学内容、重点和难点第一章单回路控制系统（10学时）一、基本内容本章是过程控制系统课程的基础。

主要有单回路控制系统的方案设计、调节参数整定以及控制系统的投运等内容。

二、基本要求1、了解过程控制系统工程设计概要；2、了解和掌握单回路控制系统方案设计；3、了解和掌握测量变送器选型；4、了解和掌握执行器（调节阀）选型；5、了解和掌握控制器（调节器）控制规律选取；6、了解和掌握单回路控制系统参数整定和系统投运方法。

第二章复杂过程控制系统（16学时）一、基本内容主要介绍为提高控制品质或满足特殊操作要求的过程控制系统及应用中的有关问题。

包括串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、分程控制、选择性、阀位控制和推断控制等系统结构及分析。

二、基本要求1、了解和掌握串级控制系统；2、了解和掌握比值控制系统；3、了解和掌握均匀控制系统；4、了解和掌握前馈控制系统；5、了解和掌握分程控制系统；6、了解和掌握选择性控制系统；7、了解和掌握阀位控制方案；8、了解和掌握推断控制系统。

第三章流体传送设备的控制（2学时）一、基本内容流体传送设备（泵及压缩机）及其运行特点，控制方案及特殊控制方案。

《过程控制技术》课程教学大纲课程编号：04225课程名称：过程控制技术英文名称：Process Control System课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2 （讲课学时：28 实验学时：4）适用专业：智能科学与技术一、课程性质与任务过程控制工程作为研究工业过程控制系统组成，基本控制规律，以及工业过程控制系统的设计，投运的课程，是智能科学与技术专业开设的专业课之一。

课程的任务是使学生通过本课程的学习，获得工业过程控制系统的基本理论、基本知识和基本技能，掌握测量与变送器、执行器、智能控制仪表、以及工业生产过程中的一些具体设备等自动化装置的原理与使用方法，使学生掌握简单控制系统、复杂控制系统和先进控制系统的结构、原理、特点、适用场合、系统设计及应用等问题。

本课程将为从事复杂生产过程智能控制以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础, 对培养学生综合分析问题、解决问题能力，提高学生处理实际问题能力具有重要的作用。

（支撑毕业要求 1.2, 2.2, 2.3, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3, 9.1, 9.3, 10.2, 10.1）二、课程与其他课程的联系本课程的先修课是自动控制原理和控制工程，在掌握自动控制原理、控制工程的基本理论基础上学习本课程，本课程将为后续的智能控制综合实践、智能优化及调度课程设计和毕业设计打下基础。

三、课程教学目标1.了解过程控制发展概况、特点和过程控制系统的组成及分类，能够通过文献检索等途径了解过程控制系统的最新进展与发展动态，具有跟踪学科发展前沿的意识和基本技能；（支撑毕业要求10.1）2.掌握阶跃响应曲线法和脉冲响应曲线实验建模方法，了解最小二乘建模方法。

理解自平衡能力和无自平衡能力对象的有关概念；（支撑毕业要求1.2）3.掌握单回路控制系统、串级控制系统、前馈控制系统、大时滞过程控制系统及其它特定要求的控制系统的分析与设计方法，包括控制方案设计、性能分析、参数检测与变送的传感器选型的基本方法和调节器参数整定；（支撑毕业要求2.2, 2.3）4.通过过程控制系统工程设计，培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握复杂工程控制系统的控制方案设计方法，设计中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素；（支撑毕业要求3.1, 3.2）5.通过实验，培养学生基于过程控制的基础理论对复杂工程问题进行研究，设计实验和实施实验，并将理论分析结果同实验结果进行比较，总结实验结果、解释结果、形成结论和提出建议，最后撰写报告；（支撑毕业要求4.1, 4.2, 4.3）6.通过大作业和实验，培养学生的团队合作和沟通能力，能够撰写研究报告或学术报告，表达对复杂工程问题的认识或研究结果。