江南大学过程控制课程设计

江南大学plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和结构组成；2. 掌握PLC编程的基本指令和程序设计方法；3. 了解PLC在工业自动化控制中的应用及其优势。

技能目标：1. 能够运用所学知识对简单的工业控制系统进行PLC编程和仿真；2. 能够独立设计并实现基于PLC的控制系统，具备实际操作能力；3. 能够分析并解决PLC控制系统中的常见问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及其在工业自动化领域应用的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力；3. 增强学生的工程意识，认识到技术对社会发展的贡献，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课，旨在培养学生的PLC编程和实际操作能力，提高学生在工业自动化领域的专业素养。

学生特点：江南大学PLC课程面向自动化、电气工程及其自动化等相关专业的高年级本科生，学生已具备一定的电气基础和控制理论基础，具有较强的学习能力和实践操作欲望。

教学要求：结合课程性质和学生特点，教学过程中应注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实际操作能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够掌握PLC技术的基本知识和技能，为将来的工作和发展打下坚实基础。

教学设计和评估将围绕上述课程目标，确保学生达到预期学习成果。

二、教学内容1. PLC基本原理与结构：包括PLC的定义、发展历程、工作原理、硬件结构、I/O接口等；教材章节：第一章《PLC概述》2. PLC编程语言与指令系统：讲解PLC编程的基本指令、功能指令、程序组织等；教材章节：第二章《PLC编程语言与指令系统》3. PLC程序设计与仿真：学习PLC程序设计方法、仿真软件使用、程序调试技巧等；教材章节：第三章《PLC程序设计与仿真》4. PLC在工业自动化中的应用：介绍PLC在工业控制中的应用案例、优势分析、系统设计方法等；教材章节：第四章《PLC在工业自动化中的应用》5. PLC控制系统设计与实践：通过案例教学，使学生掌握控制系统设计、调试、优化等过程；教材章节：第五章《PLC控制系统设计与实践》6. PLC故障诊断与维护：学习PLC控制系统故障诊断方法、维修技巧、预防性维护措施等；教材章节：第六章《PLC故障诊断与维护》教学内容安排与进度：1. 第1-2周：PLC基本原理与结构；2. 第3-4周：PLC编程语言与指令系统；3. 第5-6周：PLC程序设计与仿真；4. 第7-8周：PLC在工业自动化中的应用；5. 第9-10周：PLC控制系统设计与实践；6. 第11-12周：PLC故障诊断与维护。

过程控制理论课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解过程控制理论的基本概念，掌握控制系统各组成部分的功能与相互关系。

2. 学生能够描述常见的过程控制算法，如PID控制，并解释其工作原理。

3. 学生能够运用数学工具分析控制系统的稳定性、准确性和鲁棒性。

技能目标：1. 学生能够运用所学的理论知识，设计简单的过程控制系统，并进行模拟。

2. 学生能够运用图表和计算工具对控制系统的性能进行分析和优化。

3. 学生通过小组合作，能够解决实际过程中可能遇到的控制问题，提高团队协作和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到过程控制在现代工业中的重要性，增强对工程技术的兴趣和认识。

2. 学生在学习过程中培养批判性思维和创新意识，敢于面对挑战，勇于尝试新方法。

3. 学生通过学习，认识到科技发展对社会进步的推动作用，形成积极向上的科学态度和社会责任感。

本课程针对高年级学生，考虑其已具备一定的工程基础和数学分析能力，课程性质偏重理论与实践相结合。

课程目标旨在使学生在掌握过程控制基本理论的同时，能够将其应用于实际问题的分析和解决，培养其成为具有实际操作能力和创新精神的工程技术人才。

通过具体可衡量的学习成果，教师可对学生的学习进度进行有效监控，并为后续教学提供指导依据。

二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统定义、开环与闭环控制系统、控制系统的性能指标（稳定性、快速性、准确性）。

- 教材章节：第1章 过程控制概述2. 控制系统组件：控制器、执行器、传感器、被控对象等组成部分的作用和特性。

- 教材章节：第2章 控制系统组件3. 常见控制算法：PID控制算法、前馈控制、比例-积分-微分控制原理及应用。

- 教材章节：第3章 控制算法基础4. 控制系统数学模型：传递函数、状态空间方程，系统稳定性分析。

- 教材章节：第4章 控制系统数学模型5. 控制系统性能分析：稳态误差、动态性能指标、频域分析法、根轨迹分析。

过程控制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其核心原理；2. 使学生能够运用所学知识，分析并解决实际过程中的控制问题；3. 引导学生了解过程控制在不同领域的应用，拓展知识视野。

技能目标：1. 培养学生运用数学模型描述实际过程的能力；2. 提高学生设计简单过程控制系统并进行仿真实验的能力；3. 培养学生运用现代工具对过程控制问题进行分析和解决的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发求知欲；2. 引导学生树立正确的工程观念，认识到过程控制在国民经济发展中的重要作用；3. 培养学生的团队合作意识和严谨的科学态度，提高责任感。

课程性质：本课程为应用性较强的学科，旨在培养学生的实际操作能力和创新精神。

学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调在实际问题中发现、分析、解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识内化为具体的学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统组成、开环与闭环控制、控制系统的性能指标；2. 数学模型描述：传递函数、状态空间表示、线性系统的特性；3. 过程控制原理：PID控制算法、超前-滞后校正、串并行控制；4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真；5. 过程控制应用案例分析：工业生产过程、生物医学工程、环境监测等领域的应用实例；6. 现代过程控制技术：智能控制、网络控制、大数据在过程控制中的应用。

教学大纲安排：第一周：过程控制基本概念及性能指标；第二周：数学模型描述及传递函数；第三周：过程控制原理及PID控制算法；第四周：过程控制系统设计及建模；第五周：过程控制应用案例分析；第六周：现代过程控制技术及其发展趋势。

教学内容与教材关联性：教学内容紧密结合教材章节，涵盖教材中过程控制的核心知识，注重理论与实践相结合，以提高学生的实际应用能力。

学科门类：工学
一级学科：控制科学与工程（学科代码：0811）
控制科学与工程
Control Science and Control Engineering
（专业代码：0811）
一、研究方向
控制理论与控制工程Control Theory and Control Engineering
（专业代码：081101）
1.控制理论及其应用
2.工业过程模型化与控制
3.计算机控制系统
4.运动控制及机器人
检测技术与自动化装置Detection Technology and Automation Equipment （专业代码：081102）
1.智能检测与装置
2.检测与软测量技术
3.嵌入式计算机及应用
4.光电检测理论与技术
系统工程Systems Engineering
（专业代码：081103）
1.系统辨识理论与方法
2.复杂大系统与控制
3.系统运筹与控制
4.系统分析与集成
模式识别与智能系统Pattern Recognition and Intelligent Systems （专业代码：081104）
1.模式识别与故障诊断
2.嵌入式系统与智能仪器
3.智能控制
4.智能信息系统
导航、制导与控制Navigation, Guidance and Control
（专业代码：081105）
（暂不招）。

过程控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其原理和分类。

2. 使学生掌握过程控制系统中常用的数学模型及其应用。

3. 引导学生了解过程控制系统的设计方法和步骤。

技能目标：1. 培养学生运用数学模型分析和解决过程控制问题的能力。

2. 培养学生设计简单过程控制系统的能力，能根据实际需求选择合适的控制策略。

3. 提高学生运用现代工具（如计算机软件）进行过程控制系统仿真的技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。

2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同分析问题、解决问题。

3. 引导学生认识到过程控制在工业生产、环境保护等领域的重要作用，增强他们的社会责任感和使命感。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握过程控制的基本知识和技能，培养他们解决实际问题的能力。

通过课程学习，学生将能够：1. 理论联系实际，运用所学知识分析、解决过程控制问题。

2. 掌握过程控制系统的设计方法和步骤，具备一定的控制系统设计能力。

3. 提高自身的科学素养，培养良好的团队合作精神和创新意识。

4. 关注过程控制在社会生产中的应用，为我国工业发展和环境保护做出贡献。

二、教学内容1. 过程控制基本概念：包括过程控制定义、分类、发展历程及其在工业中的应用。

教材章节：第一章 绪论2. 过程控制系统数学模型：介绍控制系统的传递函数、状态空间表达式、方块图及其相互转换。

教材章节：第二章 数学模型3. 过程控制策略：讲解比例、积分、微分控制规律，以及串级、比值、前馈等复合控制策略。

教材章节：第三章 控制策略4. 过程控制系统设计方法：阐述控制系统的设计原则、步骤和方法，包括稳定性分析、性能指标和控制器设计。

教材章节：第四章 系统设计与分析5. 过程控制系统仿真：介绍过程控制系统仿真软件及其应用，通过实例演示仿真过程。

教材章节：第五章 系统仿真与实现6. 过程控制案例分析：分析典型过程控制系统的实际问题，探讨解决方案。

过程控制工程第二版课程设计一、课程介绍《过程控制工程》是一门介绍过程控制，包括过程控制系统、控制基础、控制策略及过程控制器等方面的基础课程。

本课程旨在培养学生的过程控制能力和技能，为实际工程应用奠定基础。

本门课程会要求学生利用所学知识进行一个较为完整的过程控制工程项目设计，内容包括项目选题、方案拟定、建模与仿真、实现过程控制、系统调试、计算与分析。

以下是本次实践课程的课程设计内容。

二、课程设计内容该课程设计内容包括以下五个部分：1. 项目选题及方案拟定学生需要选择一个具有实际应用场景的过程控制工程项目，并进行方案拟定。

在进行项目的方案拟定时，需要考虑以下几个方面：•项目的目的和意义•系统的设计原则•系统的输入输出和构成•控制模型的设计方法和选择策略•控制系统的安全性和可靠性2. 建模与仿真在完成项目选题及方案拟定后，学生需要进行建模与仿真。

建模与仿真是实际工程应用的有效工具，可以通过仿真技术对工程系统进行预测和分析。

3. 实现过程控制学生需要利用所学的控制理论和方法，实现对选定的工程系统的过程控制。

在实现过程控制时，需要考虑以下几个方面：•控制器的选择和配置•控制参数的确定•控制策略的实现4. 系统调试在完成过程控制的实现后，学生需要进行系统调试。

系统调试是将控制器安装和配置好的过程，需要进行系统的设备检查和控制策略的调整。

5. 计算与分析完成过程控制的实现和系统调试后，学生需要对控制系统进行计算与分析，以验证系统的效果。

计算与分析是对系统进行科学研究和优化的方法，可以检测系统的可行性和性能。

三、考核方式本次课程设计的考核方式包括以下两个方面：1. 实验报告学生需要按照课程设计的要求，完成一个较为完整的过程控制工程项目设计，并撰写实验报告。

实验报告中，需要包括实验目的、程序编写、数据记录及分析、结果分析和结论等几个部分。

2. 现场答辩学生需要在课程实验现场进行现场答辩，回答教师提出的问题，展示所设计的过程控制工程系统的实际效果。

过程控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解过程控制技术的基本概念，掌握其原理和分类；2. 学习过程控制系统的数学模型，了解各参数对系统性能的影响；3. 掌握过程控制策略的设计与优化方法；4. 了解过程控制技术在工业生产中的应用案例。

技能目标：1. 能够运用所学知识对过程控制系统进行分析，建立数学模型；2. 能够设计简单的过程控制策略，并进行仿真与优化；3. 能够运用过程控制技术解决实际工程问题，具备一定的实际操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的团队协作能力，提高沟通与交流能力；4. 培养学生关注过程控制技术在工业生产中的应用，提高其社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为高年级专业课程，旨在帮助学生建立过程控制技术的理论体系，提高实际操作能力。

学生特点：学生具备一定的专业基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高其解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够掌握过程控制技术的基本原理和方法，具备实际工程应用能力。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 过程控制技术基本概念与原理：包括过程控制定义、分类、发展历程及在工业生产中的应用。

教材章节：第一章2. 过程控制系统的数学模型：介绍数学模型的基本概念，分析过程控制系统中各参数对系统性能的影响。

教材章节：第二章3. 过程控制策略设计与优化：学习PID控制、模糊控制、自适应控制等策略，并进行仿真与优化。

教材章节：第三章4. 过程控制设备与系统：介绍过程控制系统中常用的传感器、执行器、控制器等设备，以及系统的组成和原理。

教材章节：第四章5. 过程控制技术在工业生产中的应用：分析典型工业生产过程中过程控制技术的应用案例，如化工、热工、电力等。

过程控制理论课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制理论的基本概念、原理和方法，能够运用这些知识分析和解决实际过程控制问题。

具体来说，知识目标包括了解过程控制的基本概念、熟悉过程控制的原理和方法、掌握过程控制的数学模型和仿真技术；技能目标包括能够运用过程控制理论进行简单的系统分析和设计、能够使用相关的软件工具进行过程控制仿真和实验；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作精神和对过程控制理论的兴趣。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括过程控制的基本概念、原理和方法，以及相关的数学模型和仿真技术。

具体来说，包括以下几个方面：1. 过程控制的基本概念，如过程、控制、反馈等；2. 过程控制的原理和方法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等；3. 过程控制的数学模型，如连续时间系统模型、离散时间系统模型等；4. 过程控制仿真技术，如MATLAB/Simulink等。

三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

讲授法用于传授基本概念和原理，讨论法用于探讨和解决实际问题，案例分析法用于分析和研究具体案例，实验法用于验证和应用所学知识。

通过多样化的教学方法，我们将激发学生的学习兴趣和主动性，提高他们的学习效果。

四、教学资源我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

教材和参考书将用于提供基础知识和扩展内容，多媒体资料将用于辅助讲解和演示，实验设备将用于进行实际操作和验证。

教学资源将支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。

平时表现主要评估学生的课堂参与和讨论，作业评估学生的知识理解和应用能力，考试评估学生的综合运用和分析能力。

我们将采用定量和定性相结合的方式进行评估，确保评估的客观性和公正性。

评估结果将全面反映学生的学习成果，用于指导和调整教学。

过程控制工程 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握过程控制工程的基本概念，理解控制系统的结构、原理及分类。

2. 使学生了解过程控制系统中各环节的作用，掌握主要参数的测定与调整方法。

3. 帮助学生理解过程控制系统的数学模型，并学会运用相关理论分析控制系统的性能。

技能目标：1. 培养学生运用所学理论知识，分析实际过程控制工程问题的能力。

2. 培养学生设计简单的过程控制系统方案，并进行模拟与优化的能力。

3. 培养学生团队协作、沟通表达和动手实践的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制工程的兴趣，激发他们探究未知、解决问题的热情。

2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使他们具备良好的工程素养。

3. 引导学生关注过程控制工程在国民经济和生活中的应用，提高他们的社会责任感。

本课程针对高年级学生，结合过程控制工程学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平、实际操作能力和综合素养。

课程目标明确、具体，便于教师进行教学设计和评估，同时有利于学生明确学习方向，提高学习效果。

二、教学内容1. 过程控制工程基本概念：控制系统定义、分类、性能指标。

教材章节：第一章第一节2. 控制系统数学模型：传递函数、方框图、信号流图。

教材章节：第一章第二节3. 控制系统元件及环节：传感器、执行器、控制器、滤波器等。

教材章节：第二章4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真。

教材章节：第三章5. 常见过程控制系统分析：PID控制、模糊控制、自适应控制。

教材章节：第四章6. 过程控制系统应用实例：化工、热工、电力等领域。

教材章节：第五章教学内容安排和进度：第一周：过程控制工程基本概念第二周：控制系统数学模型第三周：控制系统元件及环节第四周：过程控制系统设计第五周：常见过程控制系统分析第六周：过程控制系统应用实例教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

通过制定详细的教学大纲，明确教材章节和内容，有助于教师按计划进行教学，同时便于学生跟进学习进度。