Hefei University
《过程控制工程》
课程综述
班 级_______09级自动化(2)班______
姓 名___________蔡长永______________
学 号________0905075007____________
授 课 老 师___________王庆龙______________
完 成 时 间______ 2012-12-2
摘要：过程控制工程是自动化专业的必修课程，本文主要概述我们对过程控制工程理论的认识，了解了过程控制理论的基本定义，把握过程控制理论的重要实用意义及发展的方向与趋势；同时概括性的说明了现代工业发展的环境与挑战，以及把过程控制理论应用在现代工业生产中的重大意义。
关键词：过程控制工程 工业生产 智能控制
一、课程内容介绍
1.1内容概述
本书系统地论述了
（1）过程控制系统的要求、组成、性能指标和发展。
（2）被控工业过程的数学模型及其获取方法，包括对象数学模型动态特性的基本描述形式及获取方法。执行器的种类、选型和计算。
（3）简单控制系统的基本概念、分析和设计，包括被控变量与控制变量的选择，控制器和测量变送器的选型，控制器参数整定的常用方法与控制系统投入运行。
（4）串级控制系统的结构组成、工作原理和方案设计，包括主、副被控变量和操作变量的选择、主回路和副回路的设计及主回路和副控制器的选择，常用的串级控制系统的参数整定方法。
（5）补偿控制系统的原理和前馈控制的几种结构形式，包括静态、动态前馈控制、复合前馈控制，各种前馈控制系统的设计，前馈补偿器的设计与实现，常用的工程整定方法；以及大迟延生产过程的概念，常规仪表控制方案的实现，补偿控制方案的设计与实现。
（6）比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择性控制系统的基本概念，系统设计与实现和参数整定。
1 过程控制工程第四版教学设计
课程简介
本课程为过程控制工程相关专业的本科生课程，主要教授过程控制的基本理论、方法和应用技术。课程内容涵盖传感器、信号处理、过程建模、控制策略等方面，在实验室中进行多种控制实验，以培养学生的实践能力和创新能力。
授课目标
1. 掌握过程控制中常用的量测量、信号处理和过程建模技术。
2. 熟悉传统PID控制和现代控制技术。
3. 能够分析、设计和调试简单的过程控制系统。
4. 培养学生的实践能力和团队合作能力。
课程内容
第一章：过程控制简介
1.1 过程控制的定义和作用 1.2 过程控制系统的组成和功能 1.3 过程控制技术的分类和应用
第二章：传感器与信号处理
2.1 传感器的原理和分类 2.2 传感器的选型和调试 2.3 信号处理的基本原理和方法
第三章：过程建模
3.1 过程建模的概念和分类 3.2 线性和非线性过程建模方法 3.3 过程识别和参数估计 2 第四章：传统PID控制
4.1 PID控制的概念和基本原理 4.2 PID控制器的设计和调试 4.3 自适应PID控制和增量式PID控制
第五章：现代控制技术
5.1 非线性控制和自适应控制 5.2 最优控制和预测控制 5.3 模糊控制和神经网络控制
第六章：过程控制系统实验
6.1 传感器和信号处理实验 6.2 过程建模实验 6.3 PID控制实验 6.4 现代控制技术实验
教学方式
1. 课堂教学：通过多媒体展示、理论讲解和案例分析等方式进行。
2. 实验教学：通过实验室教学，让学生亲身体验过程控制系统的设计和调试。
3. 课程论文：让学生选择一个过程控制应用进行调研和论文撰写，以提高学生的研究和应用能力。
课程评价
1. 平时表现：包括出勤率、作业、实验报告、课堂参与等。
2. 期末考试：主要考察学生的理论知识掌握程度。
3. 课程论文：对学生的研究和应用能力进行评价。
参考教材
1. 《过程控制工程导论》第四版，刘洪海，机械工业出版社。
《过程控制系统》课程简介
课程编号：06024012课程名称：过程控制系统/ Process Control System
学分：2.5学时：40 （课内实验：4 上机： 课外实践： ）
适用专业：自动化专业建议修读学期：7
开课单位：测控技术与仪器系先修课程：《自动控制原理》《自动检测技术》等
考核方式与成绩评定标准：考试，成绩=期末成绩（70%） +平时成绩（30%）教材与主要参考书目：
《过程控制系统》（第二版） 方康玲主编 武汉理工大学出版社2007.2《过程控制工程》，蒋慰孙、俞金寿 编著，中国石化出版社，1999
《过程控制系统及工程》，翁维勤、周庆海编，化学工业出版社，1996《过程控制工程》，孙洪程等编，高等教育出版社，2006
《工业生产过程控制》，何衍庆等编，化学工业出版社，2004内容概述：中文：过程控制和运动控制是自动控制技术的两个重要分支。本课程主要介绍了过程控制的基 本概念、组成以及简单过程控制、复杂过程控制系统的基本原理、系统设计技术以及应用技术等。在介绍 每一种控制策略的同时，都给出了其在不同实际场合下的具体应用实例。
英文： Process control and motion control are the two important branch of automation control technology. This course
mainly introduce the basic concept of process control, constitution and the basic principle, system design technology,
and application technology of process control. At the same time, concrete examples are given to introduce the different
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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。 第二节 差压变送器
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。
