过程控制
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课程详情
课程评价
spContent=本课程为自动化专业核心课,由北京科技大学自动化学院5位教师主讲。其在培养学习者综合设计能力和自动化工程实践能力方面占有重要的地位,旨在培养学习者掌握工业中过程控制的基本概念、过程控制系统的主要结构类型和工作原理,以及实现其计算机控制的方法,具备相应的过程控制系统设计、理论分析、工程实现等基本能力。
—— 课程团队
课程概述

        本课程主要采用自动化工具,应用控制理论,分析工业过程对象特性,设计工业过程控制系统,实现工业生产过程自动化。本课程将控制理论中介绍的原理和方法与工业过程控制联系起来,解决特定的工业过程控制问题。

        课程的主线是:过程对象的特性与建模→简单控制系统及其设计方法→常用复杂控制系统的原理与设计应用→先进控制方法和新技术的应用。通过线上学习、作业、测试、考试及作业互评、讨论、答疑等方式使学习者能够在理论和实践上掌握过程控制系统的组成及框图,掌握过程控制系统的过渡过程和品质指标;了解过程被控对象的数学模型,掌握过程控制系统的传递函数,掌握被控对象数学模型的实验获取;理解简单控制的基本原理,了解被控变量和操纵变量的选择,掌握控制阀的选择,了解测量元件特性的影响及克服方法,掌握常规控制器控制规律的选择及正反作用的确定,掌握简单控制系统方案的实施,了解简单控制系统的投运和控制器参数整定,掌握简单控制系统的故障及排除方法;掌握串级控制系统的工作原理、参数整定方法,了解均匀控制、比值控制、分程控制、选择控制、前馈控制及其它复杂控制系统;了解预测控制、模糊控制、自适应控制等先进控制方法的基本原理及设计方法。

        要求学习者能根据不同的对象,不同的工艺要求,合理选用不同的控制方案;熟悉先进过程控制系统的结构原理,了解过程控制系统的发展动态和新成果;提高学生解决过程工艺实际问题能力,突出新技术,从而提升学生在过程控制中“独当一面”的技术水平。

授课目标

通过本课程的学习,使学习者在知识和技能上达到如下目标:

课程目标1:能够掌握过程控制系统的结构、特点及其实现形式,理解工业过程对象特性以及实验建模的方法,并能使用控制理论知识,达到对复杂工程系统对象特性的分析,并能针对具体对象使用不同的模型来表述,从而实现复杂工业系统的模拟,达到认识复杂过程对象的目的,为复杂工业过程控制系统设计奠定基础;

课程目标2:能够掌握简单控制系统的结构、分析、设计与控制器参数,调节阀基本结构与特性分析,能够将简单控制系统分析技术运用到设计和开发中,能够设计模拟环节,并进行相应数据采集、整理,对实验结果进行关联、建模、分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论;

课程目标3:能够理解复杂控制系统与先进控制系统的结构、分析、设计与控制器参数整定,包括串级控制系统、前馈控制系统、比值控制系统、大延迟控制、预测控制等系统,能够掌握各类控制系统的分析、设计与控制算法;

课程目标4:能利用多学科知识解决过程控制领域的复杂工程问题分析和设计。通过复杂工程系统过程控制实例讲解,使学习者在过程控制系统设计与开发中能考虑节能与环保因素,从而能利用工程管理知识理解过程控制设计与开发全流程,并贯穿过程控制系统设计中的设计步骤以及控制系统选型等过程,能够利用相关知识进行经济决策,以获得高性价比的过程控制系统。


课程大纲
预备知识

自动控制原理

证书要求

总评成绩(平时单元测试成绩90%、期末考试成绩10%),60-84分可申请合格证书,85-100分可申请优秀证书。证书需在设定时间内向平台付费申请。

参考资料

1. 彭开香. 过程控制[M]. 北京:冶金工业出版社,2016

2. 黄德先,王京春,金以慧. 过程控制系统[M]. 北京:清华大学出版社,2011