《过程控制》课程教学大纲

《过程控制》课程教学大纲课程代Process ControlA0808Z03课程英文名码实验/实践学时学分2总学时32理论学时32《自控控制理论》、《自动化课程类别专业教育课必修先修课程课程性质仪表与装置》适用专业理工科专业（非计算机专业）开课学院机电工程学院

一、课程的地位与任务《过程控制》是自动化专业的重要专业必修课，现设置为32理论学时课程的教学目的是培养学生在熟悉生产工艺流程与生产过程特性的基础上，根据工艺要求，运用所学的自动控制理论和控制技术，分析和设计过程控制系统通过课程学习，使学生理解过程控制系统的基本概念，掌握过程控制系统建模方法，熟练掌握单回路控制系统分析、设计和参数整定的方法，熟练掌握复杂过程控制系统分析、设计和参数整定的方法，了解集散控制系统的基本概念及应用，为今后的实践环节如《过程控制专业实验》、课程设计、毕业设计等奠定理论基础学生通过本课程学习，可针对典型过程控制单元，建立数学模型，设计控制方案，选择自动化仪表，掌握参数整定的原理和方法，初步具有运用自动控制原理和控制技术进行过程控制系统的分析、设计、参数整定、实施及分析处理过程控制中实际问题的能力

二、课程目标以及与毕业要求的支撑矩阵

1.理解过程控制系统的基本概念，熟悉过程控制系统分析与设计的理论知识体系，具有面向实际过程控制系统复杂工程问题的理解能力；

2.掌握过程控制系统建模方法，具有运用数学、自然科学、工程基础和专业知识，根据实际过程控制对象建立数学模型，并针对复杂控制工程问题进行模拟和预测的能力；

3.熟练掌握过程控制系统分析、设计和参数整定的基本原理和方法，具有应用自动控制理论和控制技术，针对复杂的控制工程实际问题，设计实施满足工艺要求的控制方案并进行改进的能力表1课程目标与相关毕业要求的对应关系毕业要求（支撑程度H、M、L）课程目标毕业要求2-3毕业要求3-1毕业要求4-3课程目标1H课程目标2H课程目标3H注

1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）；

2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述

三、课程主要内容与基本要求第一章绪论

①了解过程控制系统的特点、现状、发展概况和应用范围；

②理解过程控制系统与运动控制系统的区别；

③掌握过程控制系统的组成及其分类；熟练掌握系统的流程图及方框图的绘制方法第二章过程建模

①了解过程对象建模的基本方法；

②理解过程对象模型的概念；

③熟练掌握机理法、测试法建模的基本方法，能够运用这两种方法为工业生产中的典型单容、多容对象建立数学模型第三章单回路控制系统工程设计

①了解单回路控制系统工程设计的一般要求及设计步骤；

②理解控制方案设计的重要性及控制质量指标；

③熟练掌握通过过程特性分析选择控制参数、被控参数的方法；熟练掌握P【D控制规律及其特点；

④熟练掌握控制系统工程设计中选择检测变送器、执行器、控制器的基本原则和方法；

⑤掌握系统投运及控制器参数整定的基本方法第四章复杂过程控制系统

①熟练掌握串级控制、前馈控制、比值控制、分程控制、选择性控制系统的组成、特点与工作原理；

②掌握以上控制系统分析、设计与实施的方法和工业应用中应注意的问题，能够运用理论知识设计中等复杂程度的实际控制系统第五章集散控制系统

①了解集散控制系统的组成原理与特点通过企业交流学习了解集散控制系统的应用；了解主要的集散控制系统生产厂商及其产品

四、课程教学学时安排表2课程学时安排表课时对应的课章节教学内容学生任务数程目标课程目标了解过程控制系统发展及现过程控制系统发展概况状1掌握过程控制系统的组成及课程目标

①绪论过程控制系统组成及特点2其分类1熟练掌握系统的流程图及方课程目标系统流程图与方框图框图的绘制方法3课程目标理解过程对象模型的概念，过程对象模型的概念及建模基2了解过程对象建模的基本方本方法法熟练掌握机理法建模的基本课程目标过程控制系统机理法建模方法2

②过程建8熟练掌握测试法建模的基本课程目标过程控制系统测试法建模模方法2课程目标掌握典型单容、多容对象数学典型过程数学模型模型2了解特性参数及其物理意义，课程目标过程特性参数及其对系统输出掌握特性参数对输出的影响2的影响课程目标了解单回路控制系统工程设过程控制系统工程设计要求计的一般要求及设计步骤1掌握控制系统的质量指标课程目标过程控制系统的性能指标1熟练掌握选择被控参数的方课程目标被控变量的选择法3

③单回路熟练掌握选择控制参数的方课程目标始生【I玄系统特性及控制变量的选择经法310掌握选择检测变送器的基本课程目标工程设计测量变送器的选择原则3掌握选择执行器的基本原则课程目标执行器的选择3熟练掌握PID控制规律及其课程目标PID控制规律特点；3掌握选择控制器的基本原则课程目标控制器的选择及方法3掌握系统投运及控制器参数课程目标控制器参数整定及系统投运整定方法3

④复杂过串级控制系统的组成与工作原掌握串级控制系统的组成、课程目标10程控制系理特点与工作原理3统熟练掌握串级控制系统特点课程目标串级控制系统的特点3及分析、设计方法了解串级控制系统的应用及课程目标串级控制系统的应用原理3前馈控制系统的组成与工作原熟练掌握系统的组成、特点课程目标理与工作原理3熟练掌握前馈控制系统特点课程目标前馈控制器的设计与参数整定及分析、设计、整定方法3掌握比值控制系统的组成、课程目标比值控制系统设计与应用特点、工作原理、设计方法3熟练掌握分程控制系统的组课程目标分程控制系统设计与应用成、特点、工作原理、设计3方法熟练掌握选择性控制系统的课程目标选择性控制系统设计与应用组成、特点、工作原理、设3计方法了解集散控制系统的组成课程目标

⑤集散控集散控制系统的组成与特点1制系2了解集散控制系统的应用课程目标集散控制系统的应用1

五、实践环节及基本要求本课程的的实验在后续《过程控制专业实验》课程中安排

六、达成目标的途径和措施《过程控制》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，针对典型过程控制单元和系统，学习建立数学模型，根据工艺要求，运用控制理论和技术，分析、设计和整定控制系统培养学生运用工程基础知识和自动控制理论专业知识，分析和解决控制科学与工程领域复杂工程问题的能力I课堂教学主要讲述过程控制系统的基本概念，基本原理，基本分析、计算和设计方法将典型过程控制单元设备的工程实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，熟悉控制系统分析与设计的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法2针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练、形成良好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力3通过学生组成学习小组，就具体控制单元设备进行控制方案设计，提交设计报告的形式，培养学生自主学习、团队合作和沟通能力

七、考核方法及成绩评定表3考核方法及成绩评定表考核形式占比考核内容评定标准课堂表现成绩互动回答问题，课堂测试，考核课堂教学各知识点的听课效果中国计量大学学生课程10%平时成绩考核细则平时成绩平时作业成绩考核各知识点的复习情况10%平时成绩登记表和掌握熟练度考核各知识点的基本概念、过程控制系统试卷参考答案和评分标期末考试成绩建模基本方法、系统特性分析和控制方案60%准分析与设计针对具体控制单元，设计控制方案并提交设计报告，考核发现问题、描述问题、分报告成绩20%报告评分表析和解决问题,撰写书面报告的能力表4课程目标考核环节和达成标准课程目标考核环节合格标准教学环节平时成绩（考勤、课堂测试、作业）A报告成绩B期末考试成绩C1课程目标1讲授

0.6目标达成度=

0.6x—+

0.2XA.2X—Cl°A+0oB°平时成绩（考勤、课堂测试、作业）A报告成绩B期末考试成绩C2课程目标2讲授、讨论

0.6目标达成度=

0.6x—+

0.2XA.2XA+0C2A B平时成绩（考勤、课堂测试、作业）A报告成绩B期末考试成绩C3课程目标3讲授、讨论

0.6目标达成度=

0.6x—+

0.2x—+

0.2x—C3A B0o注试卷中，课程目标I总分CIo,课程目标2总分C2o,课程目标3总分C3o;试卷中，学生实际获得的课程目标1分数C1,课程月标2分数C2,课程目标3分数C3；

八、推荐教材与主要参考书《过程控制工程（第2版）》，机械工业出版社，

2009.06《过程控制》，高等教育出版社，

2013.07《过程控制系统（第2版）》，机械工业出版社，

2015.01金以慧主

（1）推荐教材编，《过程控制》，清华大学出版社，

2005.06邵裕森，戴先中主编,Curtis D.Johnson著Process ControlInstrumentation Technology

（2）推荐参考书:（Sixth Edition）英文影印版，科学出版社，培生教育出版集团，薛安克，孔亚广主编,俞

2002.01金寿，孙子强编著,。