《过程控制与集散系统》课程旨在通过讲授过程控制系统的系统结构和工作原理,使学生建立一般过程控制系统的分析和设计方法,为培养学生解决复杂实际工程问题的能力奠定专业基础。
课程目标具体要求如下:
(1) 了解过控制的任务、常用过程控制变量、过程控制系统的组成、过程控制的性能指标及过程控制技术的发展概况;
(2) 基本掌握过程控制系统建模的概念和方法;
(3) 掌握过程控制系统设计的一般步骤, PID 调节原理、数字 PID 调节方法、PID 参数的工程整定方法;
(4) 基本掌握一般过程控制系统的设计方法、系统结构及特点、工程设计方法;
(5) 基本掌握计算机过程控制系统的原理、组成与应用等知识,并对集散系统的基本概念和结构等有较为全面的了解。
采用线上和线下相结合的方式。考核总评成绩以百分计,满分100分。包括平时成绩和期末考试成绩二个部分。
电路、传感器技术、自动控制原理等课程
教材:
方康玲. 过程控制及其 MATLAB 实现(第二版). 北京:电子工业出版社,2013
参考书:
[1] 俞金寿. 过程控制工程(第 4 版). 北京:高等教育出版社,2012
[2] 黄德先. 过程控制系统. 北京:清华大学出版社,2011
[3] 孙洪程,过程控制系统及工程(第 3 版),北京:化学工业出版社,2010
教学方法
本课程为自动化专业重要的专业课之一,主要讲授过程控制系统的基本理论与技术,课程内容多、理论性和实践性强、要求学生具有扎实的自动控制原理、传感器与仪表、电力电子技术、单片机原理与计算机控制技术及PLC技术等知识基础,是自动化专业中综合性、实践性相对较大的课程。为此,课程教学采用课堂讲授、实验教学(单独设课)、课堂讨论、课后作业等多种方式共同实施,保证学生能以多种方式接受并巩固所学知识,切实领会过程控制的基本概念,掌握过程控制的系统分析和设计方法。
在课堂教学环节,对各知识点的讲授要求结合相关问题的提出、概念的来源及其在工程中的应用等予以介绍,使学生建立理论源于实际、是对实际问题的抽象并最终用于实际的思想认识,培养学生将实际工程中的控制问题转换为理论模型、并基于模型进行被控对象特性分析和控制系统设计的能力。除实例引导外,课堂教学中还要求加入基于仿真工具(如MATLAB)的控制系统分析及设计的模拟演示,以吸引学生的学习兴趣,加强学生对相关理论概念的理解及方法的掌握,促进课程目标的达成,进而支撑相关毕业要求的达成。
在课堂讨论环节,讨论话题要求结合教学内容中的重点和难点、学生作业中的易错题、仿真设计类题目设计,并引导学生通过查阅资料、互相讨论等方式逐步寻求问题答案,倡导一题多答,激发学生的学习主动性和创新意识。
在课后作业环节,除布置理论知识方面的题目外,还可以同时有条件让学生运用仿真软件验证理论计算结果、设计控制方案并模拟调试参数等。比如串级控制、特殊控制、补偿控制及解耦控制等作业,可设置系统设计、理论分析和仿真验证三部分作业,这样可以全面保证课程目标的达成。