1、過程與過程控制 （雙語）教學大綱（課程編號0882425學分 - 學時 - 實驗 4-56-16）東南大學自動化學院一、課程的性質與目的本課程是工業自動化專業學生的專業主干課程，教學目的是使學生從控制系統的角度掌握工業生產過程的典型控制方案，為學生將來從事過程控制的設計和系統維護等工作打下理論和應用基礎。 學習本課程后， 學生應掌握過程控制策略及典型生產過程的自動控制等，學生從控制系統的高度掌握過程控制專業知識，能夠進行過程控制工程領域的研究及設計工作。使二、課程內容的教學要求（ 1）過程控制概述： 掌握過程控制的定義，弄清過程控制的目的；掌握過程控制系統的組成和特點。（ 2）過程儀表： 掌握

2、過程檢測儀表信號的標準；掌握過程檢測儀表的幾種接線方式；掌握溫度、 壓力、流量、物位和成份等檢測儀表的工作原理以及選型和安裝； 了解執行器的基本原理，掌握電動和氣動執行器的使用；掌握調節閥的流量特性及其選擇方法。（ 3）過程建模： 掌握被控過程的自衡和積分特性；了解被控過程的機理建模方法；掌握被控過程的時域響應建模方法。（ 4）常規過程控制策略： 掌握 PID 控制的基本工作原理及其特點； 掌握各種改進型 PID 控制算法；了解各種 PID 控制器參數整定方法。（ 5）先進過程控制策略： 了解先進過程控制策略的發展和特點；掌握內模控制、預測控制、多變量解耦控制等在過程控制中的應用；掌握基于內模

3、的PID 設計方法；掌握預測控制的基本原理；掌握多變量解耦控制系統的原理，掌握相對增益的概念。（ 6）復雜控制系統：掌握串級控制系統的典型結構和設計方法，了解串級控制系統的應用場合；掌握前饋控制原理和常用的動態前饋補償模型，掌握前饋-反饋復合控制系統的特點及工業應用；掌握比值控制、選擇性控制和分程控制系統的特點及應用。（ 7）計算機過程控制系統： 掌握集散控制 DCS 系統、 PLC-SCADA 系統的典型結構，了解組態軟件、實時數據庫和現場總線的基本概念。（ 8）典型過程： 掌握典型生產過程的特點及控制方法，如生化過程、CSTR 、氣體緩沖罐、精餾過程等的典型特性及控制方法。三、實驗要求見實

4、驗教學大綱。四、能力培養的要求1. 分析能力的培養： 主要是對控制系統動態性能進行分析的能力的培養，同時也要注意培養針對具體過程選取控制策略的能力的培養。2. 計算能力的培養： 要求學生通過本課程的學習，具備對各種被控過程控制參數進行整定計算的能力和對計算結果的正確性進行判斷或校核的能力； 具有使用計算機仿真程序的能力。3. 自學能力的培養： 通過本課程的教學，要培養和提高學生對所學知識進行整理、概括、消化吸收的能力，以及圍繞課堂教學內容，閱讀參考書籍和資料，自我擴充知識領域的能力。4. 表達能力的培養： 主要通過作業和課堂討論，清晰、整潔地表達自己解決問題的思路和步驟的能力。5. 創新能力的

5、培養： 培養學生獨立思考、深入鉆研問題的習慣，和對問題提出多種解決方案、選擇不同控制方法，以及對結果進行分析比較和舉一反三的能力。五、建議學時分配課程內容講 課習題課或課堂討論實驗上 機過程控制概述2過程傳感器及選型2過程執行器及調節閥選型2機理模型22動態特性、經驗模型22控制器、反饋控制結構2PID 控制器整定222頻率響應分析2內模控制2基于內模的 PID 方法22串級控制22前饋控制22改進性能的 PID 控制2比值控制、選擇性控制和分程2控制控制回路耦合2多變量控制22廠級控制、 均勻控制、 閥位控2制模型預測控制 MPC 基本原理2多變量 MPC 、 MPC 實現222*計算機過程控制系統、 FCS、22*組態軟件泵、鍋爐、緩沖罐控制22*間歇反應器、精餾塔控制222*合計421216帶“ *”的為仿真實驗。六、考核方式總評成績平時成績（包括作業及實驗）期末考試成績平時成績占10期末考試成績占90%七、教材及參考書1 B. W. Bequette, Process c