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[2017-12-26]

《过程控制系统》课程教学大纲

课程名称及编号: 过程控制系统,AU307

学分 / 学时:3/48

主讲教师(姓名、职称)

袁景淇(教授),邬晶(副教授)

授课语言:

中文

必修/选修: 必修

开课时间:春季

适用专业:自动化专业,化工专业

开课单位:自动化系

授课方式:

课堂教学

考核方式:考试70%+平时成绩30%(作业、课堂测试、平时表现)

 先修课程: 自动控制理论、自动化仪表

后修课程:集散控制系统等专业课

课程简介:

本课程传授工业过程动力学基础知识,主要介绍系统动态过程的建模与控制的一般原理和方法,使学生掌握过程动态学和过程控制的基本方法和部分先进控制技术,为未来工程实践打好专业基础。

课程培养目标 :

设置本课程是为了培养学生扎实的过程控制系统分析与设计的能力,为学生进入毕业论文的课题研究及未来工程实践打好专业基础。

3.4.具备过程控制系统、计算机控制系统设计的基本能力,具有解决相应复杂工程问题的能力。

2.2.能够针对一个系统或者过程选择一种数学模型,并能进行正确性推理,能给出正解

8.2.能够采用合适的方法通过学习发展自身的能力

7.2.了解并掌握自动化专业领域重要资料来源及获取方法

教学要求:

完成课程后,学生将具备以下能力:

扎实的系统建模、分析与设计的基础知识与方法。

结合具体的工业过程控制系统新的要求,进行具体的方案设计与技术开发。

3  针对系统设计任务,锻炼组织、协调和技术交流能力。

撰写者:邬晶                                    发布时间:  2014.8

 

一、课程性质和教学目标

    课程性质:本课程传授工业过程动力学基础知识,讲解过程机理模型建模的一般方法、基于过程输入输出数据的建模方法、模型参数辨识方法、先进过程控制核心算法、过程宏观监控和故障诊断的方法等。

教学目标:通过课程学习,使学生掌握过程动态学和过程控制的基本方法和部分先进控制技术,为进入毕业论文的课题研究及未来工程实践打好专业基础。

 

 二、课程教学内容及学时分配

 

教学内容

学时

课堂教学

讨论

作业及要求

自学及要求

大作业及要求

工业过程控制的基本概念

2学时

2学时

课堂教学中融入小组讨论

每次课堂教学后有课外作业,要求独立完成,有集中问题进行讲解

自学系统分析与设计的基本方法,

结合上课所学理论知识,就现实生活中的工业过程系统提出相应的分析与设计方案,举例进行仿真和验证

PID控制与参数整定

6学时

6学时

工业过程系统辨识与建模

8学时

8学时

多变量系统耦合性分析

8学时

8学时

过程控制与优化

2学时

2学时

过程控制范例1

4学时

4学时

过程控制范例2

4学时

4学时

动态优化方法

8学时

8学时

动态矩阵控制

2学时

2学时

统计过程控制SPC

4学时

4学时

 

三、教学方法

以课堂教学为主,并注重以下4

(1)注重培养学生兴趣。过程控制系统是理论性和实践性很强的一门学科,学生容易产生枯燥乏味的感觉。为此,一方面在教学环节中引入数学基础章节,便于同学们的理解;另一方面在课堂尽可能地列举工程实例,以吸引同学们的注意力,培养大家对该课程的兴趣。

(2)注重引导学生的科研兴趣。该课程主要面对高年级本科生,其中一些同学将来要攻读相关专业的研究生。在教学中注重培养学生的科研能力,以提高学生们解决实际工业系统辨识与控制问题的能力。

(3)注重引入最新发展动态。教师实时关注国际上该领域的最新动态,并把它们引入课堂教学中,向学生推荐一些经典的和最新的文献。

 

四、考核及成绩评定方式

最终成绩由平时作业、课堂表现组合而成。各部分所占比例如下:

平时作业上课参与程度:30%。主要考核对知识点的掌握程度、及对基本概念的应用能力。

期终考试:70%,主要考查学生对课堂上所学到的理论概念的掌握程度,以及应用所学理论知识解决非线性控制系统分析与设计的能力。

 

五、教材及参考书目

教材:《工业系统辨识与控制》,李少远等,化学工业出版社,2005

    参考数目:

1.  《自动控制原理》,胡寿松,科学出版社,2001年及以后新版本。

2.  Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice.   George Stephanopoulos (MIT. Prentice Hall1984.

3. 《现代控制工程》(第二版),绪方胜彦著,卢伯英等译,科学出版社,1984

 

大纲撰写人:邬晶

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