化工过程控制教学大纲

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1、《化工过程控制》一、课程基本情况课程编号40250583开课学期■秋□春□夏学分3课程名称（中文）化工过程控制（英文）ProcessControlforChemicalEngineering任课教师曹玉金教授，江永亨讲师课程类别□必修□限选■任选；口1年级口2年级口3年级・4年级课程学时及其分配课内总学时课内学时分配课外学时分配48课堂讲课44课后复习44自学交流0课外自学2课堂讨论0讨论准备0实验辅导0实验预习0课内实验4课外实验4教学方式■课堂讲授为主□实验为主□自学为主□专题讨论为主考核方式期末开卷考

2、试（70%）+作业和实验（30%）适用院系适用专业化学工程系，自动化系，电子工程系，计算机科学与技术系，精密仪器与机械学系，热能工程系，环境科学与工程系化学工程与工业生物工程，自动化，电子信息工程/电子科学与技术，计算机科学与技术，测控技术与仪器，机械工程及自动化，能源动力系统及自动化，环境工程先修课程预备知识微积分，电路原理，电子技术教材与参考文献（1）教材：•曹玉金，江永亨，《化工过程控制》电子课件，2006（2）参考文献：•吴嘉麟，《化工过程自控原理及应用》，华南理工大学出版社，1993•王京春等译，

3、《过程的动态特性与控制》，电子工业出版社，2006•卢伯英等译，《现代控制工程》（第三版），电子工业出版社，2003•Johnson,CurtisD.著，《ProcessControlInstrumentationTechnology》（影印版），科学出版社，2000•俞金寿，《过程自动化及仪表》，化学工业出版社，2003二、课程内容简介本课程主要讲授伴随有温度、压力、流量、液位、成分、物性等参数变化的化工过程控制问题，课程内容包括基本控制原理、连续控制系统的分析和研究方法，对控制系统各环节的主要特点、规律

4、、设计进行讨论，涉及过程建模、传递函数、瞬态响应分析、控制器、PID控制规律及其对动态过程的影响、检测技术与仪表、控制系统与技术、数字控制技术及控制工程实例等。三、课程教学大纲绪论0.1化工过程控制的主要内容0.1.1课程涉及的领域及课程定位0.1.2课程关系图0.1.3课程目录0.2课程基本情况0.2.1本课程的教学特点及学习方法0.2.2本课程的安排第1章化工过程控制导论1.1过程控制的基本概念1.2自动控制系统的组成1.3控制系统的分类与品质指标1.4控制系统的设计初步第2章被控对象的动态特性2.1对

5、象动态特性的描述2.2单容对象的动态特性2.3双容对象的动态特性2.4纯迟延特性2.5高阶对象的动态特性2.6对象特性的测试方法第3章Laplace变换、传递函数与系统稳定性分析3.1Laplace变换及其运算定理3.2传递函数3.3环节的基本连接方法3.4方块图的等效变换3.5二阶系统的时域分析3.6控制系统的稳定性分析第4章基本控制规律及其对动态过程的影响4.1位式控制4.2比例控制4.3积分控制与比例积分控制4.4微分作用，PD与PID控制第5章单回路控制系统2.1被控变量的选择5.2对象特性对控制质

6、量的影响及操作变量的选择5.3单回路系统的投运和整定5.4调节阀的选择第6章测量变送器的原理和选择6.1控制仪表与装置概述6.1.1控制仪表与装置的分类和发展6.1.2控制仪表与装置的信号和供电3.1.3控制仪表与装置的安全防爆6.2变送器和转换器6.1.1压力变送器6.1.2温度检测及变送器6.1.3流量检测及变送器6.1.4成分分析及变送6.1.5信号转换器第7章复杂控制系统7.1串级控制系统7.1.1基本原理和结构7.1.2串级控制系统分析4.1.3串级控制系统设计7.2前馈控制系统7.2.1前馈控制

7、系统的原理和特点7.2.2前馈控制系统的几种结构形式7.3比值控制系统7.4均匀控制系统7.5选择性控制系统7.6分程控制系统7.7阀位控制系统第8章数字控制系统8.1采样过程与信号重构&1.1采样过程5.1.2采样定理&1.3信号重构8.1.4采样周期的选择8.2数字控制系统的模型8.2.1差分方程与z变换8.2.2脉冲传递函数8.2.3数字控制系统闭环Z传递函数8.3数字控制系统分析&3.1稳态误差分析&3.2稳定性分析四、课程实践环节课程实验（一）实验名称：被控对彖的动态特性测试实验目的：通过试验了解

8、单容、双容、多容对象的动态特性。实验内容：通过水箱模型实验台测出对象的时间常数和放大系数。课程实验（二）实验名称：PI控制过程图谱实验目的：了解比例积分作用对控制过程动态品质指标的影响。实验内容：在水箱模型实验台上求取比例积分系统的最佳整定参数，绘制比例积分系统随控制过程随比例带和积分时间变化的图谱。课程实验（三）实验名称：单回路控制系统的参数整定实验目的：了解P、PD、PLPID控制方式的作用。实验内容：在水箱