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 课程设计
课程设计教学大纲
课程设计指导书
课程设计报告要求

 

教学大纲  
课程设计教学大纲
适用本科四年制自动化专业(1周  1.5学分)
一、课程的目的和任务
    本课程设计是《过程控制系统设计》课程的具体应用和实践,是信控系自动化专业的各项基础课和专业课知识的综合应用,其重点在于将《过程控制系统设计》课程中所学的各种技术和方法应用于一些具体的过程对象的控制中。通过对被控对象进行动态特性试验来了解对象的动态特性;通过选择合适的控制方案和控制器来实现基本控制要求;根据实际控制系统的输出性能,采取多种可行的改进方法提高系统的控制品质。在此基础上,还可将所学的智能的、高级的控制算法应用到实际被控对象的控制中,使系统的控制特性得到全面提升。
    完成课程设计任务的学生应掌握被控对象动态特性的实验测试法,熟悉控制器的选型原则和整定方法,能熟练运用简单、串级、前馈、比   值、Smith预估器、解耦等多种控制手段,实现各种简单的、复杂的控制系统的设计。
二、 课程的基本要求和特点
    本课程设计的基本要求:
    1、了解实际控制系统的组成;
    2、掌握被控对象动态特性的实验测试法;
    3、掌握简单控制系统的应用:熟悉基本PID控制的选型,能针对不同对象采取相应的控制规律实现要求的控制目标,并完成控制器的整定;
    4、掌握串级、前馈、比值、Smith预估器、解耦等复杂控制方法的设计和应用原则;
    5、能根据复杂被控对象的特点,选择合适的复杂控制手段,整定控制器参数,提高系统的控制品质;
    6、尝试智能的、高级的控制算法的应用;
    本课程设计的特点:本课程设计是过程控制系统设计》课程的实际应用,它以具体的过程为研究对象,将已学的专业课及专业基础课的知识应用于实际系统的控制中(如水位、温度、流量等),使学生通过课程设计掌握实际控制系统的设计和应用方法,关键在于学会如何将理论知识应用于实践,解决实际控制中出现的问题。
三、本课程与其它课程的联系
     本课程设计是紧接着《过程控制系统设计》课程的学习而进行的,除了必须学习《过程控制系统设计》课程之外,主要先修课程还包括:自动控制理论、检测原理、自动化仪表、智能控制等,后续课为集散控制系统、电厂自动控制系统等。
    1、自动控制原理
    自动控制系统的数学描述;控制系统的时域分析;控制系统的频域分析;控制系统的设计与校正;非线性控制系统;控制系统的状态空间分析;
    2、检测原理
    电阻式传感器的工作原理、变阻抗式传感器的工作原理、电动势式传感器的工作原理
    3、自动化仪表
    温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、液位检测仪表、执行器
    4、智能控制
    模糊控制、自适应控制、预测控制、神经网络控制   
四、课程的主要内容
     本课程设计的主要内容如下:
    1、被控对象动态特性测试
    用实验测试法,得到被控对象的动态特性,求出其传递函数。
    2、简单控制系统设计
    对简单控制对象采用单回路控制系统,选择PID调节规律,构造控制回路,整定控制参数。
    3、复杂控制系统设计
    选定复杂被控对象,根据实际系统的特点,采用串级、前馈、比值、史密斯预估、解耦等控制手段,构造复杂控制系统,并对系统进行整定,实现控制要求。
    4、智能控制的应用
    尝试用所学的智能控制算法,对复杂被控对象进行控制,改进控制效果。
五、学时分配(总学时:1  学分:1.5)
 
六、考核方式
      考核形式为课程设计答辩,课程设计成绩由答辩情况、课程设计成品以及平时表现为依据综合得出,分为优、良、中、及格和不及格五个等级。
七、教材及参考书
          教    材:控制系统设计与应用课程设计任务书
          主参考书:1.王再英等编.过程控制系统与仪表.北京:清华大学出版社.2007.1
                    2.翁思义等编.自动控制原理.北京:中国电力出版社.2001.7
                    3.何衍庆等编.工业生产过程控制.北京.化学工业出版社.2004.3
                    4.翁维琴等编.过程控制系统及工程.北京.化学工业出版社.2003.6
                    5.金以慧主编.过程控制.北京:清华大学出版社.2002.7
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