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1、过程控制及仪表课程教学大纲课程英文名称：Process control & instrument课程编号：0700820学分：3 学时：36+12一、 课程教学对象过程控制及仪表是自动化类、电气工程及自动化类等专业的重要应用技术课。 本课程教学对象为信息工程学院自动化的本科学生。二、 课程性质及教学目的本课程是信息工程学院自动化专业、电气工程及其自动化专业本科学生选修 的重要专业技术课程之一，该课程包括理论教学（36学时）和实践教学（12学时）两 个环节。本课程的作用与任务是：通过本课程的学习，使学生能够根据工业过程被 控对象特点，正确选用传感器、执行器、过程控制通道，正确选择控制方案，设 计
2、控制规律，初步掌握建立实际工业过程控制系统的方法，初步了解工业过程控 制系统的实现和整定方法，从而提高学生对工业过程控制系统分析和实践能力。本课程是一门综合性、实践性很强的课程。学生应结合理论教学的进度，通 过实践教学环节的训练，进一步加深对过程控制的工作原理的理解。过程控制系 统实验是学习过程控制系统的一个重要环节。通过该实验课的基本训练，使学生 初步具备对过程控制系统进行分析和设计的基本技能，培养学生合理选择控制模 型，确定调节器参数和进行系统调试的能力，同时培养学生理论联系实际、严谨 认真的科学态度和工作作风，为从事生产和科学实验打下初步基础。三、对先修知识的要求学生在学习本课之前，应先
3、修课程：自动控制原理、检测技术、传感器等相关课程。四、 课程的主要内容、基本要求和学时分配建议（总学时数:36+12 ）知识模块知识点要求学时学习方式课外学习要求1、1.1过程控制的特点、任务及要求(B)0.2课堂讲授1.2过程控制的发展概况(B)0.3课堂讲授1.3过程控制系统的组成、分类 及性能指标(A)1课堂讲授1.4自动化仪表的分类与发展、 自动控制系统的信号制、能源 供给和安全防爆(B)0,5课堂讲授2、2.1温度检测仪表(A)2课堂讲授2.2压力检测仪表(A)2课堂讲授2.3流量检测仪表(A)1课堂讲授2.4液位、物位检测仪表(A)2课堂讲授2.5成分和物性参数检测(B)1课堂讲授
4、3、3.1过程控制仪表概述(B)1课堂讲授3.2 DDZ一型模拟式调节器(A)2课堂讲授3.3数字式控制器(A)2课堂讲授3.4执行器(A)1课堂讲授4、4.1过程建模的基本概念(B)1课堂讲授4.2解析法建立过程的数学模型(C)1课堂讲授4.3实验法建立过程的数学模 型(A)2课堂讲授5、5.1简单控制系统设计概述(A)1课堂讲授5.2调节方案的确定(A)3课堂讲授5.3调节器选择及参数整定(A)3课堂讲授5.4单回路控制系统设计实例(B)1课堂讲授6、6.1串级控制系统的组成、分析 与设计(A)2课堂讲授6.2前馈控制系统(A)1课堂讲授6.3大滞后过程控制系统(C)1课堂讲授7、7.1比
5、值、均匀控制系统(C)1课堂讲授7.2分程、选择控制系统(C)1课堂讲授7.3预测、模糊控制系统(C)2课堂讲授注：知识点中粗体字部分为本课程的重点或难点（按照本课程知识体系列出知识模块及知识点，其中重点或难点用粗体字标注; 要求按“了解（C） ”、“熟悉（B） ”、“熟练掌握（A） ”三个层次描述学生对知识 点应达到的要求;学习方式可分为课堂讲授、自学辅导、课堂讨论或分组讨论等； 课外学习要求可按照知识模块或知识点提出撰写专题论文、调研报告、完成综合 性作业或设计等要求，一般性的课外作业不在此列）（五号字） 五、建议使用教材及参考书1 .理论课教材：潘永湘.过程控制及自动化仪表M.北京：机械
6、工业出版 社，20062 .实验课教材：浙大中控.AE2000B过程控制实验指导书3 .主要参考文献1金以慧.过程控制M.北京：清华大学出版社.2侯志林.过程控制与自动化仪表M.北京：机械工业出版社3高志宏.过程控制与自动化仪表M.杭州：浙江大学出版社,2006.4厉玉鸣.化工仪表及自动化M.北京：化学工业出版社,2004.5吴勤勤.控制仪表及装置M.北京：化学工业出版社,2002.6施仁，刘文江.自动化仪表及过程控制M.北京：电子工业出版社， 2003.7林德杰.过程控制仪表及控制系统M.北京：机械工业出版社,2004.8张宝芬.自动检测技术及仪表控制系统M.北京：化学工业出版社， 2002
7、.9齐志才，刘红丽.自动化仪表M.北京：中国林业出版社,2006.10盛克仁.过程测量仪表M.北京：化学工业出版社,2001.六、课程考核方式以开卷考试为主,考试成绩占60% ；结合平时作业及综合应用和设计占40%, 综合评定成绩。七、 课内实验（实训）环节及要求（总学时数：12）序号实验（实训）项实验（实训）内容实验（实训）目的及要求学时目1一阶单容上水箱对 象特性测试实验熟悉单容水箱的数学 模型及其阶跃响应曲 线；根据由实际测得的 单容水箱液位的阶跃 响应曲线，用相关的方 法分别确定它们的参 数。掌握试验法建立系统数学 模型的原理和方法，学会 设计建立系统数学模型的 实验。22上水箱液位P
8、ID整 定实验通过实验熟悉单回路 反馈控制系统的组成 和工作原理；分析分别 用P、PI和PID调节时 的过程图形曲线；定性 地研究P、PI和PID调 节器的参数对系统性 能的影响。了解单回路控制系统的设 计方法，掌握PID参数的 整定方法。理解系统性能 指标的含义。43串接双容中水箱液 位PID整定实验熟悉串接双容液位控 制系统的组成和工作 原理；研究系统分别 用P、PI和PID调节器 时的控制性能；定性 地分析P、PI和PTD调 节器的参数对系统性 能的影响。了解串级控制系统的组成 和设计方法，掌握PID参 数的整定方法。学会设计 串级控制系统。44预估控制系统仿真掌握smith预估控制的 设计及仿真实现。掌握smith预估控制的设 计及仿真实现。2