上海電力學院2021碩士研究生入學復試考試大綱

    課程名稱過程控制系統(tǒng)設計

    參考書目：王再英、劉淮霞、陳毅靜編著.《過程控制系統(tǒng)與儀表》(普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材)，機械工業(yè)出版社，2017年09月 。

    復習的總體要求

    《過程控制系統(tǒng)設計》是一門將控制理論、過程生產(chǎn)工藝、儀器儀表知識、系統(tǒng)設計方法相結合的綜合性應用課程。本課程要求學生了解過程控制系統(tǒng)的組成及性能指標，掌握被控過程的特性與建模方法，領會測量變送器、執(zhí)行器和PID控制器的組成、工作原理和選型原則，完成簡單和復雜過程控制系統(tǒng)的設計和整定，實現(xiàn)典型過程控制應用案例的分析和設計。

    復習內容

    知識點

    1、過程控制概述：過程控制的特點和任務；過程控制系統(tǒng)的分類；過程控制的性能指標要求；

    2、控制儀表：控制儀表的分類；PID控制規(guī)律及特點；PID控制器的應用；

    3、執(zhí)行器：執(zhí)行器的分類；調節(jié)閥的結構和工作原理；調節(jié)閥的結構特性和流量特性；調節(jié)閥的選型原則；

    4、被控過程的數(shù)學模型：數(shù)學模型的作用和建模方法；機理建模法的原理和建模過程；階躍響應曲線法建模的原理和方法；

    5、簡單控制系統(tǒng)的設計與整定：簡單控制系統(tǒng)的組成；簡單控制系統(tǒng)設計的基本要求和設計步驟；被控參數(shù)、控制變量、控制器調節(jié)規(guī)律和正反作用的選擇；控制器參數(shù)的衰減頻率特性整定法；控制器參數(shù)的工程整定法；

    6、串級控制系統(tǒng)的設計：串級控制系統(tǒng)的結構和工作原理；串級控制系統(tǒng)的特點；串級控制系統(tǒng)的設計原則和控制器參數(shù)的整定方法；

    7、前饋控制系統(tǒng)的設計：前饋控制的原理和特點；靜態(tài)和動態(tài)前饋的設計方法；前饋與反饋復合控制系統(tǒng)的設計；

    8、大滯后控制系統(tǒng)設計：Smith預估控制的結構和原理；Smith預估控制的特點分析；改進的Smith預估控制的應用；

    9、比值控制系統(tǒng)的設計：比值控制系統(tǒng)的種類；比值系數(shù)的計算；比值控制的實現(xiàn)方法；

    10、分程控制、均勻控制和選擇性控制系統(tǒng)的設計：分程控制、均勻控制和選擇性控制的工作原理、適用場合和設計原則；

    11、解耦控制系統(tǒng)設計：相對增益的定義、作用、計算和應用；解耦控制器的設計；解耦控制的近似實現(xiàn)；

    12、典型過程控制應用案例的分析與設計：大型火電機組熱工控制系統(tǒng)的分析與設計；精餾塔控制系統(tǒng)的分析與設計。

    考核要求

    1）理解和掌握過程控制的基本概念：過程控制的特點、系統(tǒng)基本組成和分類；

    2）掌握控制裝置的使用：正確選擇檢測裝置、控制器和執(zhí)行器；

    3）掌握對象建模的方法：根據(jù)設計需要，用機理建模法或工程測試法對被控對象進行建模；

    3）掌握簡單控制系統(tǒng)的設計和整定：分析對象特性和控制要求，選擇被控量和控制量，確定主要擾動信號，畫出控制系統(tǒng)的管道儀表圖和方框圖，確定調節(jié)閥的氣開/氣關類型和控制器的正反作用，選擇合適的PID控制規(guī)律，進行控制器參數(shù)整定。

    4）掌握復雜控制系統(tǒng)的設計：根據(jù)對象特性和控制要求的不同，選擇串級、前饋、Smith預估、比值、均勻、分程、選擇、解耦控制等控制方案，畫出控制系統(tǒng)管道儀表圖和方框圖，確定調節(jié)閥的氣開/氣關類型和控制器的正反作用，選擇PID控制規(guī)律，說明整定方法；

    5）掌握大型火電機組負荷控制、給水控制、蒸汽溫度控制和燃燒控制的基本任務和對象特性，根據(jù)控制要求畫出控制系統(tǒng)的管道儀表圖和方框圖，分析系統(tǒng)的控制原理；掌握精餾塔的控制任務和對象特性，根據(jù)控制要求畫出控制系統(tǒng)的管道儀表圖和方框圖，分析系統(tǒng)的控制原理。

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