《自动控制系统综合实验》课程教学大纲.docx

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1、自动控制系统综合实验教学大纲课程代码：ABJD0433课程中文名称:自动控制系统综合实验课程英文名称：Automaticcontro1systemforIntegratedExperiment课程学分数：1学分课程学时数：1周授课对象：自动化专业本课程的前导课程：过程控制系统、电气控制与P1C一、实验课程简介该综合实验作为密切结合过程工业实际的实践环节之一，是学习完“过程控制系统课程后进行的一次全面的综合练习，其目的在于加深学生对过程控制系统工程设计思想的理解，掌握过程控制领域常用的控制方案和控制系统，熟悉典型操作单元和系统特点，提升主动学习能力与专业兴趣，同时提高学生以后适应企业与研究机构的

2、能力。二、实验项目的设置与要求(-)实验安排序弓实验项目实验学时实验类型每组人数实验类别1对象特性测试0.5天演示/验证4人必做2单回路仪表控制系统0.5天验证/设计4人必做3串级仪表控制系统0.5天验证/设计4人必做4单回路DDC控制系统0.5天验证/设计4人必做5DDC复杂控制系统1天验证/设计4人必做6单回路P1C控制系统1天验证/设计4人必做7P1C复杂控制系统1天综合4人选做注：实验类型：演示/验证/综合/设计实验类别：必做/选做(-)实验项目的目的和要求1、演示/验证实验实验项目名称：对象特性测试内容提要：以单容水箱液位对象为例介绍实验目的及实验内容，双容水箱液位对象、流量对象及温

3、度对象的特性测试可参照进行。实验目的：1)熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。2）根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。教学方法与手段：讲授法实验要求：（1）作出一阶环节的阶跃响应曲线。同时附上拷贝的画面。（2）根据实验原理中所述的方法，求出一阶环节的相关参数。2、验证/设计实验实验项目名称：单回路仪表控制系统内容提要：以单容水箱液位对象为例介绍实验目的及实验内容，双容水箱液位对象、流量对象及温度对象的单回路仪表控制系统实验可参照进行。实验目的：1）通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。2）分析分别用P、P1和PID调节时的过程响应曲线。3）

4、定性地研究P、P1和P1D调节器的参数对系统性能的影响。教学方法与手段：讲授法实验要求：1）画出单容水箱液位控制系统的方块图。2）附上P、PKP1D调节器控制时的阶跃响应曲线及其控制器参数值。3）比较P、P1和PID三种调节器对系统稳态性能和动态性能的影响。4）将结合实验一计算得到的P、PkPID控制的最佳整定参数与实验结果进行比较。3、验证/设计实验实验项目名称：串级仪表控制系统内容提要：以水箱液位对象为例介绍实验目的及实验内容，温度对象的串级仪表控制系统实验可参照进行。实验目的：1）掌握串级控制系统的基本概念和组成。2）掌握串级控制系统的投运与参数整定方法。3）研究外界扰动分别作用在副对象

5、和主对象时对系统主被控量的影响。教学方法与手段：讲授法实验要求：1）分析串级控制和单回路PID控制结构和控制性能不同之处。4、验证/设计实验实验项目名称：单回路DDC控制系统内容提要：以单容水箱液位对象为例介绍实验目的及实验内容，双容水箱液位对象、流量对象及温度对象的单回路DDC控制系统实验可参照进行。实验目的：1）通过实验熟悉单回路DDC控制系统的组成和工作原理。2）分析分别用P、P1和PID调节时的过程响应曲线。3）定性地研究P、P1和P1D调节器的参数对系统性能的影响。教学方法与手段：讲授法实验要求：1）画出单容水箱液位DDC控制系统的方块图。2）附上P、PKP1D控制时的阶跃响应曲线和

6、相应的控制参数。3）比较P、P1和P1D三种调节器对系统稳态性能和动态性能的影响。4）比较计算机DDC控制与仪表控制的控制效果有何不同？5、验证/设计实验实验项目名称：DDC复杂控制系统内容提要：以水箱液位对象和串级P1D控制方案为例介绍实验目的及实验内容，温度对象的串级控制系统实验可参照进行。也可自己编程实现其他DDC控制算法。实验目的：1）掌握串级控制系统的基本概念和组成。2）掌握DDC串级控制系统的投运与参数整定方法。3）研究阶跃扰动分别作用在副对象和主对象时对系统主被控量的影响。教学方法与手段：讲授法实验要求：1）画出计算机串级控制系统的控制方块图。2）分析计算机串级控制和计算机单回路

7、控制，以及仪表串级控制的不同之处。6、验证/设计实验实验项目名称：单回路P1C控制系统内容提要：以单容水箱液位对象为例，设计单回路液位控制系统，采用工业P1C进行控制。实验目的：通过实验熟悉单回路P1C控制系统的组成和工作原理；定性地研究P、P1和PID调节器的参数对系统性能的影响教学方法与手段：讲授法实验要求：1）画出单容水箱液位DDC控制系统的方块图。2）附上P、PKP1D控制时的阶跃响应曲线和相应的控制参数。3）比较P、P1和P1D三种调节器对系统稳态性能和动态性能的影响。7、综合实验实验项目名称：P1C复杂控制系统内容提要：以P1C作为控制器，自行编程实现针对AE2000B实验装置的P

8、1C复杂控制系统方案。实验目的：通过实验熟悉P1C复杂控制系统的组成和工作原理，研究调节器参数对系统性能的影响。教学方法与手段：讲授法实验要求：实验接线图及实验步骤等不再给出，同学可仿照前几个实验指导书说明设计并完成本实验。根据实验结果撰写实验报告。三、实验报告要求见实验报告。四、考核方式与成绩评定标准1、考核方法：考核方式和最后成绩的评定，视乎设计的创新性、复杂程度、完成的情况、总结报告及综合决定。2、成绩评定：按百分制，预设计报告和设计总结报告的综合成绩计30%；实际动手能力成绩计50骑；创新能力成绩计10%；态度和纪律成绩计10%。总成绩按优秀（90分）、良好（80-90分）、中等（70

9、-80分）、及格（6070分）和不及格（60分）五级计分。五、教学参考资源1、参考书目：国黄伟等编著过程控制系统设计实验指导，中国电力出版社，2011年。2冯毅萍、仲玉芳等编著过程控制工程实验，化学工业出版社，2012年2、主要网站：无六、说明（1）实验内容在条件允许的条件下，也可以另行安排。新选题可以由指导教师选定，或由指导教师提供几个选题供学生选择；也可由学生自己选题，但学生选题需通过指导教师批准。课题应在设计周之前提前公布。新课程设计课题公布时一般应包括以下内容：课题名称、设计任务、技术指标和要求、主要参考文献等内容。（2）实验开展前均需由指导教师进行相关事项的讲解，内容包括：a.介绍课

10、程设计的内容、要求、安排、考核方法、注意事项b.讲授必要的课题背景和相关知识、原理。着重帮助学生明确任务，理解过程控制的一般设计方法、安装、调测方法。（3）学生安装、调测实验和排故工作原则上由学生独立完成。教师以兼顾培养学生的独立工作能力和在规定时间内完成设计任务为宗旨,视具体情况给予适当指导。应对实验纪律和态度提出严格要求，督促、激发、引导学生圆满完成实验任务。（4）验收并简单考查学生在系统达到功能和指标要求后，保持实验现场，申请指导教师验收。对达到设计指标要求的，教师将对其综合应用能力和实验能力进行简单的答辩考查，然后在综合实验结果给出实际操作分。未达到设计指标要求的，则要求其调整和改进，直到达标。