课程名字 过程控制系统设计

参考书目：王再英、刘淮霞、彭倩编著. 《过程控制系统与仪表》，机械工业出版社，2020年 。

复习的总体需要

《过程控制系统设计》是一门将控制理论、过程生产工艺、仪器仪表常识、系统设计办法相结合的综合性应用课程。本课程需要学生知道过程控制系统的组成及性能指标，学会被控过程的特质与建模办法，领会测量变送器、实行器和PID控制器的组成、工作原理和选型原则，完成简单和复杂过程控制系统的设计和整定，达成典型过程控制应用案例的剖析和设计。

复习内容

要点

1、过程控制概述：过程控制的特征和任务;过程控制系统的分类;过程控制的性能指标需要;

2、控制仪表：控制仪表的分类;PID控制规律及特征;PID控制器的应用;

3、实行器：实行器的分类;调节阀的结构和工作原理;调节阀的结构特质和流量特质;调节阀的选型原则;

4、被控过程的数学模型：数学模型有哪些用途和建模办法;机理建模法的原理和建模过程;阶跃响应曲线法建模的原理和办法;

5、简单控制系统的设计与整定：简单控制系统的组成;简单控制系统设计的基本需要和设计步骤;被控参数、控制变量、控制器调节规律和正反用途的选择;控制器参数的衰减频率特质整定法;控制器参数的工程整定法;

6、串级控制系统的设计：串级控制系统的结构和工作原理;串级控制系统的特征;串级控制系统的设计原则和控制器参数的整定办法;

7、前馈控制系统的设计：前馈控制的原理和特征;静态和动态前馈的设计办法;前馈与反馈复合控制系统的设计;

8、大滞后控制系统设计：Smith预估控制的结构和原理;Smith预估控制的特征剖析;改进的Smith预估控制的应用;

9、比值控制系统的设计：比值控制系统的类型;比值系数的计算;比值控制的达成办法;

10、分程控制、均匀控制和选择性控制系统的设计：分程控制、均匀控制和选择性控制的工作原理、适用场所和设计原则;

11、解耦控制系统设计：相对增益的概念、用途、计算和应用;解耦控制器的设计;解耦控制的近似达成;

12、典型过程控制应用案例的剖析与设计：大型火电机组热工控制系统的剖析与设计;精馏塔控制系统的剖析与设计。

考核需要

1)理解和学会过程控制的基本定义：过程控制的特征、系统基本组成和分类;

2)学会控制装置的用法：正确选择测试装置、控制器和实行器;

3)学会对象建模的办法：依据设计需要，用机理建模法或工程测试法对被控对象进行建模;

3)学会简单控制系统的设计和整定：剖析对象特质和控制需要，选择被控量和控制量，确定主要扰动信号，画出控制系统的管道仪表图和方框图，确定调节阀的气开/气关种类和控制器的正反用途，选择适合的PID控制规律，进行控制器参数整定。

4)学会复杂控制系统的设计：依据对象特质和控制需要的不同，选择串级、前馈、Smith预估、比值、均匀、分程、选择、解耦控制等控制策略，画出控制系统管道仪表图和方框图，确定调节阀的气开/气关种类和控制器的正反用途，选择PID控制规律，说明整定办法;

5)学会大型火电机组负荷控制、给水控制、蒸汽温度控制和燃烧控制的基本任务和对象特质，依据控制需要画出控制系统的管道仪表图和方框图，剖析系统的控制原理;学会精馏塔的控制任务和对象特质，依据控制需要画出控制系统的管道仪表图和方框图，剖析系统的控制原理。