计算机过程控制教学大纲

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1、《计算机过程控制》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：09300902、课程名称：（中文）计算机过程控制（英文）ComputerProcessControl3、学时/学分：64/84、先修课程：自动控制原理（0920010或0920020或0920010）；微机原理及应用（1010010）。5、面向对象：自动化学院自动化专业学生6、开课院（系）：自动化学院7、教材、教学参考书：教材：过程计算机控制系统付信监西北工业大学出版社1994年参考书：《过程控制系统》金以慧清华大学出版社1993年《过程控制系统》方康玲武

2、汉理工大学出版社2002年《高等过程控制》王桂增清华大学出版社2002年二、课程性质和任务课程的性质：本课程是结合已学过的自动控制理论、微机原理等专业基础针对工业自动化采用计算机控制的一门综合应用性专业课。本课程任务：是使学生能够掌握根据工业过程被控对象特点，尤其航空业的特出要求正确选用传感器、执行器、过程通道，正确选择控制方案，设计控制规律，初步掌握建立实际过程计算机控制系统的方法，了解过程计算机控制系统的实现和整定方法，从而提高学生对过程控制系统的分析和实践能力。三、教学内容和基本要求1.概述主要内容：7工业过程

3、自动化发展概况及其特点，工业过程控制系统组成及其分类，工业过程控制系统的质量指标。基本要求：了解工业过程自动化的特点、组成分类及工业过程控制系统的质量指标。 参考学时：2个学时2.过程数学模型及其建立方法主要内容：单容对象的动态特性；多容对象的动态特性；对象特性的实验测定方法。离散数学模型建立，Z变换、Z反变换及变换的性质基本要求：明确被控对象－单容、多容对象的动态特性和测定对象的动态特性的方法以及如何由测试动态特性得到对象数学模型。要求学生掌握常见典型过程对象解析建模方法，掌握统计相关法进行对象建模的基本原理和步骤

4、。掌握Z变换的方法。  参考学时：8个学时3.工业过程的传感器和执行器主要内容：过程参数（温度、压力、流量、液（物）位）的测量方法以及电动和气动执行机构、调节阀的基本原理、结构方案、基本特点和选择原则。基本要求：明确过程参数（温度、压力、流量、液（物）位）的测量方法；掌握传感器和执行器基本原理基础上的正确选用。 参考学时：10个学时4.单回路、串级计算机控制系统 主要内容：7单回路计算机控制系统原理；串级计算机控制系统原理；设计方法与参数整定；串级计算机控制系统设计。基本要求：掌握单回路、串级系统设计方法及系统整定方

5、法和步骤；熟练掌握单回路和串级系统数字算法以及副回路数字算法设计；具有初步系统调试和整定能力。参考学时：4个学时5.串级计算机控系统主要内容：串级控制原理；串级控制特点；串级控制系统设计；串级计算机控制系统。基本要求：了解串级控制系统的基本概念、基本结构和工作原理。掌握上述系统控制方案特点、设计方法和使用场合。  参考学时：4个学时6、特殊用途的计算机控过程制系统主要内容：比值控制系统；均匀控制系统；分程控制系统；自动选择性控制系统。基本要求：了解比值控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、自动选择性控制系统的基本概念

6、、基本类型和工作原理。掌握上述系统的基本原理、控制方案特点和使用场合。  参考学时：4个学时7.有纯延迟的计算机控过程制系统主要内容：过程纯延迟对控制质量的影响；大林算法；史密斯预估器算法；自调整史密斯预估器控制原理；高藤－马扎雷森算法。7基本要求：熟练掌握大林算法、史密斯预估器、高藤－马扎雷森算法的基本思想和计算机实现。掌握史密斯完全抗干扰设计和自调整史密斯预估控制原理。参考学时：6个学时8.计算机过程控制系统的设计主要内容：设计原则；设计步骤。说明实际问题的任务分析、方案确定、硬件配置与软件功能。基本要求：熟悉一

7、般设计步骤，硬件和软件设计的一般原则。掌握基本过程控制系统的设计原则和基本方法步骤。 参考学时：6个学时9.多变量过程控制系统主要内容：多变量耦合系统解耦的必要性与解耦控制原理、多变量解耦控制的分析综合方法、相对增益分析法、对角线矩阵综合法、单位矩阵综合法、前馈补偿综合法以及按给定要求进行解耦设计。基本要求：要求掌握上述设计方法以及计算机解耦控制系统设计方法。参考学时：6个学时10.自适应控制主要内容：以模型参考自适应控制系统和在线辨识被控数学模型的自适应控制系统两条线介绍自适应控制的原理及设计方法。基本要求：要求掌

8、握设计方法以及计算机控制系统设计方法。参考学时：6个学时7四、实验（上机）内容和基本要求序号实验名称内容提要实验学时每组人数实验属性实验者类别开出要求1单容自衡水箱系统对象特性的测试1、系统开环状态使系统的被调量达到平衡状态2、迅速增调“手动调节”，使ＰＩＤ的输出增加１０％，绘制阶跃响应曲线。23验证本科必做2串级控制系统实验1、水箱液位串级控