过程控制教学大纲

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。

《过程控制系统》课程教学大纲

课程代码：030141003

课程英文名称：PROCESS CONTROL SYSTEM

课程总学时：48学时 讲课：40学时 实验：8学时 上机：0学时

适用专业：自动化

大纲编写（修订）时间：2010.7

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

1. 课程地位

过程控制系统是自动化专业的专业必修课，也是自动化专业的学位课。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。

2. 教学目标

针对基本任务，该课程的知识系统结构应围绕过程控制系统所涉及的技术要点和技术难点的理解与掌握来展开。

通过本课程学习，学生将达到一下要求：

了解连续工业过程的生产特点及要求；应用自动控制理论、控制技术、自动化仪表和计算机控制技术来设计过程控制系统及实际工程中的有关问题；能够解决过程控制工程中的一般问题，具有分析和设计比较复杂的过程控制系统能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

要求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。

（三）实施说明

在讲授具体内容时，要求分清每一部分内容在课程整体中所处的地位和衔接，注重理论联系实际，使学生正确理解和区分自动化仪表控制与直接数字控制方法的异同；培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；；同时在教学过程中要板书与多媒体结合。

（四）对先修课的要求

本课程的先修课是《自动控制原理》和《现代控制理论》，在掌握自动控制原理、现代控制理论的基础上学习本课程，本课程将为课程设计和毕业设计打下基础。

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。

《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