《计算机过程控制技术》课程实验教学大纲
课程名称：计算机过程控制技术课程编码：060232014
课程类别：专业基础课程课程性质：选修
适用专业：测控技术与仪器专业
适用教学计划版本：2017版
课程总学时：40
实验（上机）计划学时： 8
开课单位：自动化与电气工程学院
一、大纲编写依据
根据卓越工程师计划对于学生培养的要求，结合《计算机过程控制技术》课程的核心内容，制定本实验大纲，设定四个设计性实验用以培养学生的自行分析、设计和整定几种典型控制规律（控制器）的能力。
二、实验课程地位及相关课程的联系
本实验课程是对《计算机过程控制技术》课程的支撑，通过本实验环节可以使学生掌握计算机控制的基本技术和方法，实现被控参量的及时、准确控制。与之相关的前期课程有《自动控制原理》、《微机原理与程序设计》、《单片机原理与接口技术》等。
三、实验目的、任务和要求
目的：通过设定的与课程相关的四个设计性实验培养学生自行设计和分析、整定控制器参数的能力。
任务：分别针对四个变量（锅炉水温、水箱液位、下水箱液位、流量）进行控制规律（数字控制器）的设计，并对控制器参数进行整定。
要求：能够自行分析、设计和整定多种控制规律（控制器），熟练运用组态软件加以实现，撰写响应的实验报告。
四、教学方法、教学形式、教学手段的特色
采用多媒体结合板书的形式，讲授组态软件的基本功能和应用技巧。在实验室结合实验展示台与学生互动讨论理论课上讲授的控制律原理及控制器参数工程整定的一些基本经验、方法和步骤，引导学生自行分析、设计和调试控制器的参数，以达到制定要求。
五、实验内容和学时分配
实验一锅炉水温PID控制实验
1、实验目的：了解和掌握PID控制算法。
2、实验要求：自行设计和调试PID参数，使得被控温度的阶跃响应曲线满足性能指标的要求。
3、实验内容：对锅炉内胆水温进行PID控制，设计控制回路，并对PID控制律进行整定。
4、主要仪器设备及试剂：（据实选填）
1）.DCS集散控制系统实验台·规格型号·3台·设备编号
实验二水箱液位串级控制实验
1、实验目的：了解和掌握串级控制算法。
2、实验要求：自行设计和调试串级系统主副控制器参数，使得被控的液位的阶跃响应曲线满足性能指标的要求。
3、实验内容：由影响水箱液位的两个输入量构成串级控制系统，设定两个回路的控制律，实现水位的定值控制。
4、主要仪器设备及试剂：（据实选填）
1）.DCS集散控制系统实验台·规格型号·3台·设备编号
实验三下水箱液位前馈－反馈控制实验
1、实验目的：了解和掌握前馈－反馈控制算法。
2、实验要求：自行设计和调试前馈－反馈系统两个控制器的参数，使得被控的下水箱液位跟踪上给定值。
3、实验内容：由影响下水箱液位的干扰量和主要输入量构成前馈－反馈控制系统，分别设计前馈控制器与反馈控制器，并整定控制参数。
4、主要仪器设备及试剂：（据实选填）
1）.DCS集散控制系统实验台·规格型号·3台·设备编号
实验四盘管出水口流量纯滞后控制实验
1、实验目的：了解和掌握纯滞后控制算法（数字Smith预估器）。
2、实验要求：自行设计和调试数字Smith预估器，使得被控量-流量在调解过程中不受滞后的影响，具有良好的动态特性。
3、实验内容：对具有滞后特性的出水口流量进行纯滞后控制律（数字Smith预估器）的设计，并对参数进行整定，把流量控制在给定值。
4、主要仪器设备及试剂：（据实选填）
1）.DCS集散控制系统实验台·规格型号·3台·设备编号
六、教材（讲义、指导书）
《计算机过程控制系统》，刘宝坤，北京机械工业出版社，2005
《过程计算机控制》，王锦标、方崇智，清华大学出版社，2005
七、考核方法和评分标准
1．考核方式：考查
2．评分办法：从实验表现、实验报告内容两个方面考核生产实习完成的成绩，成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级的成绩。
