一、课程的性质

过程控制原理是工业仪表及自动化专业的一门必修课，是在学生具备课高等数学、工程数学、物理、电子、化工基础等基础知识之后开设的一门专业基础课。 过程控制原理与教学密切相关，是一门理论性极强的学科，需要通过大量的课外习题才能很好地掌握。

二、任务和要求

（一）  课程的主要任务

通过过程控制原理的学习，使学生学会对控制系统进行定性和定量分析，为学习过程控制仪表和过程控制工程做好准备，也为学生毕业设计以及今后从事工业过程控制方面的工作打下良好的理论基础。 （二）  课程教学的基本要求

1．  熟悉过程控制系统的基本理论、组成及各环节的作用，了解自动控制系统的质量标及其计算方法。 2．  掌握传递函数的定义和求取方法，掌握方块图的构成及其等效变换，学会在控制系统分析中应用传递函数和方块图。 3．  能运用理论推导的方法得到简单控制对象和环节的微分方程及传递函数，掌握用实验方法得到各种广义对象的传递函数。 4．  能运用时域分析法、根轨迹分析法、频率特性分析法和离散控制系统分析法对各种单输入、单输出、零初始值的连续或离散系统进行定性和定量分析。

三、课程内容

（一）  绪论（讲授2学时）

1．  自动控制的基本概念，过程控制的特点及主要内容。 2．  本课程的性质、地位以及与其他课程的联系。 （二）自动控制系统的基本概念（讲授4学时）

1．  自动控制系统的组成。 2．  自动控制系统的分类。 3．  自动控制系统的过渡过程：定义、形式和质量指标。 （三）自动控制系统的数学模型（讲授14学时）

1．  传递函数：定义和求取方法。 2．  方块图：形式和等效变换。 3．  控制对象的数学模型的建立：RC电路、简单液位对象、串联贮罐的数学模型建立；非线性对象的线性化处理；纯滞后对象的建立及其特点；时间常数、纯滞后时间和对象放大倍数对对象特性的影响；阶跃曲线法求取对象的数学模型。 4．  测量元件和变送器的数学模型。 5．  控制阀的数学模型。 6．  自动控制系统的数学模型。  （四）时域分析法（讲授16学时）

1．      系统稳定性，劳斯稳定判据。 2．      时域分析法实例。 3．      线性二阶系统标准过渡过程曲线和应用：二阶微分方程和传递函数的标准形式及其衰减振荡的解；标准过渡过程曲线的应用；二阶系统过渡过程质量指标的求取公式。 4．      控制器的控制规律对控制系统质量的影响：控制器的控制规律及其参数对控制系统过渡过程质量的影响。 （五）根轨迹分析法（讲授10学时）

1．  根轨迹分析法：特点，定义，闭环零、极点与过渡过程的关系。 2．  根轨迹的绘制。 3．  根轨迹分析法的实例。 （六）频率特性分析法（讲授10学时）

1．  频率特性：定义和求取方法。 2．  频率特性的表示方法：极坐标图，对数坐标图，对数幅相图的绘制。 3．  奈魁斯特稳定判据。 4．  稳定裕度：定义，与二阶系统过渡过程的关系。 （七）离散控制系统（讲授10学时）

1．  连续系统的离散化。 2．  离散系统数学描述：差分方程描述，脉冲传递函数。 3．  离散系统的稳定性：稳定条件，代数判据。

四、课时分配

课 时 分 配 表

类 别	教 学 内 容	教 学 时 数
		总学时	讲课	实验
基 本 内 容	绪论	2	2
	自动控制系统的基本概念	4	4
	自动控制系统的数学模型	16	14	2
	时域分析法	18	16	2
	合        计	40	36	4
选择 内容	根轨迹分析法	10	10
	频率特性分析法	10	10
	离散控制系统	10	10

 

安徽化工学校

仪表及自动化教研组

2000年10月