过程控制系统
过程控制系统
1000+ 人选课
更新日期:2025/07/19
开课平台智慧树
开课高校青岛理工大学
开课教师王永秀张民刘素花季鸿雁赵艳秋王攀
学科专业工学自动化类
开课时间2025/08/01 - 2025/12/31
课程周期22 周
开课状态未开课
每周学时-
课程简介
《过程控制系统》是自动化专业本科生的一门专业必修课,具体任务是使同学能够通过本课程的学习掌握各种过程控制系统分析和设计的基本方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,为从事工业过程自动化打下坚实的基础。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
过程控制概论
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控制系统的组成
王永秀
反馈控制系统的分类
王永秀
过程控制系统的性能指标
王永秀
过程动态特性
典型工业过程的动态特性
王永秀
机理建模方法
机理建模法1
王永秀
机理建模法2
王永秀
测量变送环节
王永秀
控制阀
王永秀
广义对象及经验建模方法
王永秀
反馈控制
过程特性分析
王永秀
三种常规的反馈控制模式
王永秀
控制方案的确定
王永秀
控制器参数的整定
控制器参数工程整定方法
王永秀
控制器参数整定的实用方法——经验法
王永秀
反馈控制系统设计实例
王永秀
串级控制系统
串级控制的概念及方框图描述
王永秀
串级控制系统的控制效果分析
王永秀
串级控制系统设计
王永秀
串级控制系统参数整定
王永秀
前馈控制和比值控制
前馈控制系统
前馈控制器的基本概念
王永秀
前馈控制器的特点
王永秀
前馈控制的结构形式
王永秀
前馈控制系统的选用原则、系统设计及工业应用实例
王永秀
比值控制系统
比值控制系统的定义
王永秀
比值控制系统的类型
王永秀
比值系数的折算
王永秀
比值控制的实施方法
王永秀
比值控制的设计和工业应用举例
王永秀
其他典型控制系统
均匀控制系统
均匀控制系统的含义、特点
王永秀
均匀控制系统的设计
王永秀
选择性控制系统
选择性控制系统1
王永秀
选择性控制系统2
王永秀
分程控制系统
分程控制系统概述、类型
王永秀
分程控制系统的设计与实现
王永秀
计算机控制系统
信号采集与处理
王永秀
数字PID控制算法
王永秀
基于模型的控制方法
史密斯预估控制
王永秀
传热设备的控制
传热设备概述
王永秀
换热设备的控制
王永秀
电厂锅炉的控制
常见锅炉设备主要工艺流程图
王永秀
锅炉汽包水位控制系统
王永秀
过热蒸汽温度控制系统
王永秀
锅炉燃烧控制系统
王永秀
例题讲解
王永秀
  • 第一章过程控制概论

    主要讲述过程控制系统的组成、过程控制系统的分类以及控制系统的性能指标。

  • 1.1控制系统的组成

    以贮液罐液位自动控制、蒸汽加热器温度控制系统为例来讲述过程控制系统的组成。

  • 1.2反馈控制系统的分类

    讲述反馈控制系统的几种分类方法。

  • 1.3过程控制系统的性能指标

    讲述过程控制系统的性能指标(衰减比、衰减率、最大动态偏差、残余偏差等)

  • 第二章过程动态特性

    以单容、双容过程为例讲述机理建模法求解过程的数学模型;简述测量变送环节以及控制阀;重点讲述阶跃响应曲线法求数学模型。

  • 2.1典型工业过程的动态特性

    根据输出相对于输入变化的响应情况将过程分为两大类:自衡过程和非自衡过程。自衡过程包括纯滞后过程、单容过程和多容过程。

  • 2.2机理建模方法

    先讲述机理建模的步骤,又分别以单容过程和双容过程为例分析如何应用机理分析法求解数学模型。

  • 2.3测量变送环节

    主要讲述测量变送环节的三种滞后以及测量信号的处理。

  • 2.4控制阀

    本节主要讲述控制阀的类型选择、气开气关选择以及流量特性的选择等。

  • 2.5广义对象及经验建模方法

    主要讲述广义对象的概念和经验建模的几种情况。

  • 第三章反馈控制

    首先分析干扰通道以及控制通道对控制质量的影响然后重点讲述控制方案的确定以及调节器的控制规律以及PID参数的工程整定方法,最后以工程实例来讲述它的方案设计。

  • 3.1过程特性分析

    干扰通道对控制质量的影响;控制通道对控制质量的影响。

  • 3.2三种常规的反馈控制模式

    讲述反馈控制器的作用;比例调节是一种有差调节;积分调节能消除静差;微分调节具有预测功能。

  • 3.3控制方案的确定

    讲述系统被控参数、控制参数的选取、被控参数的测量及变送问题、调节阀的选择、控制器的控制规律选择以及控制器正反作用方式的确定。

  • 3.4控制器参数的整定

    控制器参数的整定

  • 3.5反馈控制系统设计实例

    以干燥过程的控制系统设计来举例,先介绍生产工艺情况,然后讲述方案设计和参数整定。

  • 第四章串级控制系统

    一个控制器的输出用来改变另一个控制器的设定值,这样连接起来的两个控制器称作是“串级”的。串级控制系统的一般设计原则,主、副控制器控制规律的选择:PI或PID、副P,主、副调节器正、反作用方式的确定;串级控制系统的参数整定目前采用的方法:逐步逼近法、两步整定法、一步整定法。

  • 4.1串级控制的概念及方框图描述

    以连续反应釜的温度控制为例引出串级控制的概念及方框图。

  • 4.2串级控制系统的控制效果分析

    分析了串级控制系统的三个主要特点。

  • 4.3串级控制系统设计

    讲述了一般来说串级控制的5项设计原则;主、副调节器控制规律的选择;主、副调节器正、反作用方式的确定。

  • 4.4串级控制系统参数整定

    讲述逐步逼近法、两步整定法、一步整定法。

  • 第五章前馈控制和比值控制

    讲述前馈控制的理论基础(不变性原理),前馈控制的5个特点;比值控制系统的定义,比值控制系统的类型;

  • 5.1前馈控制系统

    前馈控制系统的5个特点以及不变性原理和几种结构形式等。

  • 5.2比值控制系统

    讲述比值控制系统的定义、类型、比值系数的折算、比值控制的实施方法、设计及工业应用举例。

  • 第六章其他典型控制系统

    介绍均匀控制的定义、均匀控制的三个特点,均匀控制系统的设计。介绍选择性控制的定义、选择性控制系统的类型及工作过程;自动选择性控制系统的设计。讲述分程控制系统的定义、两种类型;分程控制系统本质:单回路控制系统,分程控制的实现:阀门定位器。

  • 6.1均匀控制系统

    均匀控制的三个特点、均匀控制系统的设计、串级均匀控制系统的整定方法:经验法,停留时间法

  • 6.2选择性控制系统

    选择性控制系统的类型;选择性控制系统选择器的选择原则以及积分饱和问题。

  • 6.3分程控制系统

    讲述分程控制系统中的调节器的输出信号的分段、分程控制系统的类型;调节阀的泄漏量、分程控制的实现。

  • 第七章计算机控制系统

    讲述计算机控制系统采样速率的选择,信号处理与数据滤波方法,数字PID控制算法。

  • 7.1信号采集与处理

    讲述信号的采集与变换以及5种数字滤波方法。

  • 7.2数字PID控制算法

    主要介绍数字PID控制算式以及它的改进算式。

  • 第八章基于模型的控制方法

    通常用纯滞后时间/过程的时间常数T比值来衡量过程纯滞后的严重程度。若纯滞后时间/过程的时间常数T>0.3,则称之为大滞后过程。Smith预估补偿的基本思路,即从系统特征方程中消除纯滞后因素,因而可消除过程纯滞后特性对系统稳定性的不利影响。会求史密斯预估器。

  • 8.1史密斯预估控制

    Smith预估补偿的基本思路,会求史密斯预估器。

  • 第九章传热设备的控制

    传热设备的控制

  • 9.1传热设备概述

    传热设备概述

  • 9.2换热设备的控制

    换热设备的控制

  • 9.3电厂锅炉的控制

    电厂锅炉的控制

  • 9.4例题讲解

    例题讲解

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 过程控制概论

    1.1 控制系统的组成

    1.2 反馈控制系统的分类

    1.3 过程控制系统的性能指标

    视频数3
  • 第二章  作业测试
    第二章 过程动态特性

    2.1 典型工业过程的动态特性

    2.2 机理建模方法

    2.3 测量变送环节

    2.4 控制阀

    2.5 广义对象及经验建模方法

    视频数6
  • 第三章  作业测试
    第三章 反馈控制

    3.1 过程特性分析

    3.2 三种常规的反馈控制模式

    3.3 控制方案的确定

    3.4 控制器参数的整定

    3.5 反馈控制系统设计实例

    视频数6
  • 第四章  作业测试
    第四章 串级控制系统

    4.1 串级控制的概念及方框图描述

    4.2 串级控制系统的控制效果分析

    4.3 串级控制系统设计

    4.4 串级控制系统参数整定

    视频数4
  • 第五章  作业测试
    第五章 前馈控制和比值控制

    5.1 前馈控制系统

    5.2 比值控制系统

    视频数9
  • 第六章  作业测试
    第六章 其他典型控制系统

    6.1 均匀控制系统

    6.2 选择性控制系统

    6.3 分程控制系统

    视频数6
  • 第七章  作业测试
    第七章 计算机控制系统

    7.1 信号采集与处理

    7.2 数字PID控制算法

    视频数2
  • 第八章  作业测试
    第八章 基于模型的控制方法

    8.1 史密斯预估控制

    视频数1
  • 第九章  作业测试
    第九章 传热设备的控制

    9.1 传热设备概述

    9.2 换热设备的控制

    9.3 电厂锅炉的控制

    9.4 例题讲解

    视频数7
  • 期末考试