课程简介
《过程装备控制技术及应用》课程是过程装备与控制工程专业开设的一门必修的专业主干课。其目的是使学生掌握过程控制方面的知识，使学生能够将过程机械、计算机自动测试、控制、自动化等方面的知识有机的结合在一起，培养学生成为掌握多学科知识与技能的复合型人才。
通过本门课程的学习，使学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，对过程工业控制模型的建立、参数确定、工艺流程和生产过程的静态和动态特性进行分析和综合；能够对过程装备控制系统进行简化分析，采用合适的技术手段加以实现。
本课程突出过程装备与控制工程专业的特点，既力求掌握控制理论的有关基础知识，又立足于实践与应用，同时强调其先进性。从过程装备自动控制的应用角度出发，主要介绍过程控制系统的基本概念，过程控制系统的组成、原理及其应用；压力、温度、流量等常见参数的测量方法、原理和应用等。
课程大纲
课程导论
0.1 课程在本专业知识架构中的地位
0.2 课程内容简介
课堂回顾：课程导学
综合流体力学开放实验操作说明书
可拆装换热器综合性能测试开放实验操作说明书
课程说课
第一章 控制系统的基本概念
1.1 控制系统的组成及方框图
1.2 控制系统的分类及性能指标
课堂回顾：控制系统的基本概念
单元测验
第二章 过程控制系统设计基础
2.1 数学模型
2.2 被控对象的动态特性
2.3 控制器的动态特性
2.4 单回路控制系统
课堂回顾：过程控制系统设计基础
单元测验
第三章 复杂控制系统
3.1 串级控制系统
3.2 前馈控制系统
3.3 比值控制系统
3.4 选择性控制系统
3.5 均匀控制和分程控制系统
学习参考资料：[1] 林巍，王亚刚. 串级控制系统闭环辨识及 PID 参数整定[J].控 制 工 程, 2018, 25(1): 11-18.
学习参考资料：[2] 马永光，毛求福. 基于 DMC-PID 串级控制的超临界机组给水系统研究[J].电 力 科 学 与 工 程, 2018, 34(7): 61-67.
学习参考资料：[3] 蔡大伟. 基于 Simulink 的锅炉温度流量串级控制系统设计与仿真[J].变频器世界, 2019: 93-97.
学习参考资料：[4] 童 征 ，王亚刚 ，王 凯. 基于反应釜的串级控制系统抗积分饱和研究[J].软 件 导 刊, 2019（10): 65-68.
学习参考资料：[5] 吕维良, 李 征. 双容水箱串级控制系统分析与设计[J].国外电子测量技术, 2017, 3610): 10-14.
课堂回顾：复杂控制系统
单元测验
第四章 过程检测技术
4.1.1 测量的基本概念
4.1.2 测量与误差的基本知识
4.1.3 仪器仪表的主要性能指标
4.2.1 压力测量(I)
4.2.2 压力测量(II)
4.3.1 温度测量(I)
4.3.2 温度测量(II)
4.3.3 温度测量(III)
4.4.1 流量测量(I)
4.4.2 流量测量(II)
4.5.1 液位测量(I)
4.5.2 液位测量(II)
4.6 物质成分分析
过程装备与控制工程概论考核要求
背景小常识
实验说明书之一
课堂回顾：过程检测技术
单元测验
第五章 过程控制装置
5.1 变送器
5.2 控制器
5.3.1 气动执行器
5.3.2 执行器流量特性
5.3.3 电动执行器
5.3.4 典型系统执行器的选择
课堂回顾：过程控制装置
单元测验
第六章 计算机控制系统
6.1 计算机控制系统概述
6.2 A/D和D/A转换器
6.3 计算机测试系统
6.4 直接数字控制系统
6.5 改进PID算法和采样周期选择
6.6 集散控制系统和现场总线控制系统
6.7 计算机控制系统的设计与实现
6.8 提高计算机控制系统可靠性的措施
课堂回顾：计算机控制系统
单元测验
第七章 典型过程控制系统应用方案
7.1 热交换器温度反馈-静态前馈控制系统
7.2 单回路控制系统的应用
7.3 精馏塔的控制
课堂回顾：典型过程控制系统应用方案
单元测验
第八章 先进过程控制系统简介
8.1 先进过程控制系统概述
8.2 自适应控制及预测控制
8.3 模糊控制及人工神经网络控制
学习参考资料：[1]陈小飞.基于模糊控制的辅助呼吸机自动调压控制研究[J].自动化与仪器仪表,2020(08):210-213.
学习参考资料：[2]韩维,崔荣伟,苏析超,张勇.基于双种群模糊引力搜索算法的舰载机甲板作业调度[J/OL].控制与决策:1-10[2020-09-14].
优秀教学设计和知识应用案例
优秀教学设计-串级控制系统
优秀教学设计-流量测量
优秀教学设计-前馈控制系统
知识应用案例
0.1 课程在本专业知识架构中的地位
0.2 课程内容简介
课堂回顾：课程导学
综合流体力学开放实验操作说明书
可拆装换热器综合性能测试开放实验操作说明书
课程说课
第一章 控制系统的基本概念
1.1 控制系统的组成及方框图
1.2 控制系统的分类及性能指标
课堂回顾：控制系统的基本概念
单元测验
第二章 过程控制系统设计基础
2.1 数学模型
2.2 被控对象的动态特性
2.3 控制器的动态特性
2.4 单回路控制系统
课堂回顾：过程控制系统设计基础
单元测验
第三章 复杂控制系统
3.1 串级控制系统
3.2 前馈控制系统
3.3 比值控制系统
3.4 选择性控制系统
3.5 均匀控制和分程控制系统
学习参考资料：[1] 林巍，王亚刚. 串级控制系统闭环辨识及 PID 参数整定[J].控 制 工 程, 2018, 25(1): 11-18.
学习参考资料：[2] 马永光，毛求福. 基于 DMC-PID 串级控制的超临界机组给水系统研究[J].电 力 科 学 与 工 程, 2018, 34(7): 61-67.
学习参考资料：[3] 蔡大伟. 基于 Simulink 的锅炉温度流量串级控制系统设计与仿真[J].变频器世界, 2019: 93-97.
学习参考资料：[4] 童 征 ，王亚刚 ，王 凯. 基于反应釜的串级控制系统抗积分饱和研究[J].软 件 导 刊, 2019（10): 65-68.
学习参考资料：[5] 吕维良, 李 征. 双容水箱串级控制系统分析与设计[J].国外电子测量技术, 2017, 3610): 10-14.
课堂回顾：复杂控制系统
单元测验
第四章 过程检测技术
4.1.1 测量的基本概念
4.1.2 测量与误差的基本知识
4.1.3 仪器仪表的主要性能指标
4.2.1 压力测量(I)
4.2.2 压力测量(II)
4.3.1 温度测量(I)
4.3.2 温度测量(II)
4.3.3 温度测量(III)
4.4.1 流量测量(I)
4.4.2 流量测量(II)
4.5.1 液位测量(I)
4.5.2 液位测量(II)
4.6 物质成分分析
过程装备与控制工程概论考核要求
背景小常识
实验说明书之一
课堂回顾：过程检测技术
单元测验
第五章 过程控制装置
5.1 变送器
5.2 控制器
5.3.1 气动执行器
5.3.2 执行器流量特性
5.3.3 电动执行器
5.3.4 典型系统执行器的选择
课堂回顾：过程控制装置
单元测验
第六章 计算机控制系统
6.1 计算机控制系统概述
6.2 A/D和D/A转换器
6.3 计算机测试系统
6.4 直接数字控制系统
6.5 改进PID算法和采样周期选择
6.6 集散控制系统和现场总线控制系统
6.7 计算机控制系统的设计与实现
6.8 提高计算机控制系统可靠性的措施
课堂回顾：计算机控制系统
单元测验
第七章 典型过程控制系统应用方案
7.1 热交换器温度反馈-静态前馈控制系统
7.2 单回路控制系统的应用
7.3 精馏塔的控制
课堂回顾：典型过程控制系统应用方案
单元测验
第八章 先进过程控制系统简介
8.1 先进过程控制系统概述
8.2 自适应控制及预测控制
8.3 模糊控制及人工神经网络控制
学习参考资料：[1]陈小飞.基于模糊控制的辅助呼吸机自动调压控制研究[J].自动化与仪器仪表,2020(08):210-213.
学习参考资料：[2]韩维,崔荣伟,苏析超,张勇.基于双种群模糊引力搜索算法的舰载机甲板作业调度[J/OL].控制与决策:1-10[2020-09-14].
优秀教学设计和知识应用案例
优秀教学设计-串级控制系统
优秀教学设计-流量测量
优秀教学设计-前馈控制系统
知识应用案例
