过控课设
过控原理课程设计
过控原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握过控原理的基本概念、原理和应用。
具体包括：1.知识目标：a.了解过控原理的定义和发展历程；b.掌握过控原理的基本原理和关键技术；c.了解过控原理在工程应用中的广泛性。
2.技能目标：a.能够运用过控原理分析和解决实际问题；b.能够运用过控原理设计和优化控制系统；c.能够运用过控原理进行实验操作和数据分析。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生的科学精神和创新意识；b.培养学生的团队合作能力和沟通交流能力；c.培养学生的社会责任感，使其认识到过控原理在工程应用中的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括过控原理的基本概念、原理和应用。
具体包括：1.过控原理的定义和发展历程；2.过控原理的基本原理和关键技术；3.过控原理在工程应用中的广泛性；4.过控原理的实验操作和数据分析。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解过控原理的基本概念、原理和应用，使学生了解和掌握过控原理的基本知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解过控原理在工程应用中的广泛性。
3.实验法：通过实验操作和数据分析，使学生掌握过控原理的实验方法和技巧。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：过控原理教材，用于为学生提供系统的学习材料；2.参考书：过控原理相关参考书籍，用于为学生提供更多的学习资源；3.多媒体资料：过控原理相关的视频、动画和图片，用于为学生提供直观的学习材料；4.实验设备：过控原理实验所需的仪器设备和工具，用于为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置与课程内容相关的作业，要求学生在规定时间内完成，通过作业的完成质量评估学生的掌握程度。
过控课程设计绪论
过控课程设计绪论一、教学目标通过本章的学习，学生将掌握过控课程的基本概念、原理和应用；能够运用所学知识分析和解决实际问题；培养学生对过控技术的兴趣和好奇心，提高学生科学探究和创新能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解过控课程的定义、发展历程和应用领域；（2）掌握过控系统的基本组成、工作原理和性能指标；（3）理解过控技术在工程实践中的应用和意义。
2.技能目标：（1）能够运用过控知识分析简单的问题；（2）具备过控系统设计和优化的基本能力；（3）学会使用过控相关软件和工具。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对过控技术的热爱和敬业精神；（2）增强学生团队合作和交流沟通能力；（3）提高学生创新意识和持续学习的动力。
二、教学内容本课程主要内容包括过控课程的基本概念、原理、应用和技术发展趋势。
具体安排如下：1.过控课程概述：介绍过控课程的定义、发展历程和应用领域；2.过控系统组成：讲解过控系统的基本组成、工作原理和性能指标；3.过控技术应用：分析过控技术在工程实践中的应用和意义；4.过控系统设计：介绍过控系统设计和优化的方法和技术；5.过控相关软件和工具：学习使用过控相关软件和工具。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解过控课程的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识；2.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考和表达能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解和运用所学知识；4.实验法：进行实验操作，培养学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将使用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的过控课程教材，为学生提供系统的学习资料；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，帮助学生拓展知识面；3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，增强课堂趣味性；4.实验设备：提供实验所需的设备和器材，确保学生能够进行实际操作。
过控课程设计心得体会
过控课程设计心得体会我的课程设计之路虽然不算太长，但却颇有心得。
在学习过程中，我逐渐意识到，过控是课程设计中的一把利器。
所谓过控，即通过设计的方法，使整个课程更加系统化，有层次地呈现知识点，让学生更好地领会和掌握知识，达到透彻理解的效果。
过控的方法有很多，以下是我在课程设计中所运用的一些体会。
1. 提前制定详细的教学计划在开始设计课程之前，制定详细的教学计划非常必要。
教学计划应该包括所需时间，知识点分布，教学方法等等。
这样做的好处是，能让你事先规划好整个课程的脉络，更好地掌握和安排进度，避免中途出现紧急情况导致进度拖慢。
2. 突出重点，分段教学在课堂教学中，经常会遇到一些比较难理解的知识点。
这时候就需要我们将重点知识逐一突出，进行分段教学。
例如，如果学习的是一个较为复杂的编程语言，那就可以先讲解语言的基本语法，再加深语言中一些重要的概念和技巧。
这样不仅能够使学生更好地理解，也能够逐渐提高他们的学习兴趣。
3. 设计测验评估和小练习在课程的末尾或过程中，设立一些测验或小练习能够很好地检测学生的学习成果和水平。
这些测验和小练习可以是选择题、填空题，也可以是简答题。
通过这些测试，学生能够更好地了解自己的学习状况，从而更好地进行下一步的学习。
4. 多媒体教学现在，多媒体教学已经成为一种趋势，如何合理地运用多媒体技术，达到过控的效果，已成为课程设计中的重要命题。
在制作多媒体教学课件时，应注意抓住重点，切忌各种信息杂糅，过多的干扰。
另外，选择合适的音效与动作，使课件更加生动有趣，让学生更好地理解和掌握知识点。
总之，过控是课程设计中的一把重要利器。
通过各种方法的合理运用，能够更好地指导学生的学习，达到更好的掌握知识的效果。
当然，最重要的还是我们设计的目的，即让学生更好地学习，在实践中不断检验与完善，始终把学生的学习效果作为最终目标，根据学生的实际情况进行不断的优化。
过控原理课程设计
过控原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握过控原理的基本概念，包括开环控制与闭环控制的特点及应用；2. 学会分析控制系统的性能，了解稳定性、快速性及准确性等评价指标；3. 掌握典型控制系统的数学模型及其建立方法。
技能目标：1. 能够运用所学的过控原理知识，进行控制系统的设计与仿真；2. 培养学生运用数学工具解决实际控制问题的能力；3. 提高学生团队协作和沟通交流的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学习热情；2. 引导学生认识到控制技术在国民经济发展中的重要性，增强社会责任感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高创新意识和实践能力。
课程性质分析：本课程为自动化及相关专业高年级学生设置，旨在使学生掌握过控原理的基础知识，提高解决实际控制问题的能力。
学生特点分析：高年级学生对专业知识有一定的基础，具有较强的学习能力和自主性，对实际应用有较高的兴趣。
教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合；2. 创设情境，引导学生主动参与，培养学生的创新精神和实践能力；3. 注重过程评价，关注学生的个体差异，提高教学质量。
二、教学内容1. 引言：介绍过控原理的概念、发展及应用领域，激发学生兴趣，为后续学习打下基础。
教材章节：第一章 绪论内容列举：控制系统的基本概念、发展历程、应用领域。
2. 控制系统的数学模型：讲解控制系统的数学描述方法，使学生掌握建模方法。
教材章节：第二章 控制系统的数学模型内容列举：微分方程、传递函数、状态空间模型。
3. 控制系统的性能分析：学习控制系统的稳定性、快速性及准确性等性能评价指标。
教材章节：第三章 控制系统的性能分析内容列举：稳定性分析、快速性分析、准确性分析。
4. 开环控制与闭环控制：对比分析开环控制与闭环控制的优缺点，了解其在实际应用中的选择。
教材章节：第四章 开环控制与闭环控制内容列举：开环控制原理、闭环控制原理、开环与闭环控制的区别与联系。
过程控制仿真课程设计
过程控制仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解过程控制的基本原理，掌握仿真软件的使用方法。
2. 学生能运用控制理论分析实际工程问题，设计出合理的控制策略。
3. 学生了解过程控制在不同行业中的应用，如化工、热能等。
技能目标：1. 学生能够运用仿真软件搭建过程控制系统模型，进行系统仿真。
2. 学生能够对仿真结果进行分析，优化控制策略，提高系统性能。
3. 学生能够独立完成课程设计任务，具备一定的工程实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化及控制技术的兴趣，提高学习的主动性和积极性。
2. 学生通过课程学习，认识到过程控制在国民经济发展中的重要作用，增强社会责任感。
3. 学生在课程实践过程中，培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质分析：本课程为高二年级自动化及机器人兴趣小组的选修课程，旨在通过过程控制仿真课程设计，帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点分析：学生具备一定的物理、数学基础和控制理论知识，对自动化技术有一定兴趣，具备一定的自学能力和动手能力。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 注重培养学生的创新意识和团队协作能力，提高学生的综合素质。
3. 通过课程设计，让学生深入了解过程控制领域的前沿动态，为将来的专业发展奠定基础。
二、教学内容1. 过程控制基本原理回顾：包括开环控制与闭环控制、控制系统的数学模型、稳定性分析等，对应教材第3章内容。
2. 仿真软件介绍与操作：介绍过程控制仿真软件（如MATLAB/Simulink），并进行基本操作培训，对应教材第4章内容。
3. 控制系统建模与仿真：教授如何利用仿真软件搭建控制系统模型，进行仿真实验，分析系统性能，对应教材第5章内容。
4. 控制策略设计与优化：学习PID控制、模糊控制等常见控制策略，并通过仿真软件进行参数优化，对应教材第6章内容。
5. 过程控制应用案例：分析化工、热能等领域的过程控制应用实例，了解控制技术在工程实际中的应用，对应教材第7章内容。
过控课设
目录一、绪论 (1)1.1、精馏塔串级控制的过程 (1)1.2、精馏塔串级控制的原理 (1)二、总体设计方案 (2)三、系统器件选择（包括器件参数） (2)3.1温度传感器选择 (2)3.2调节器与执行器、传感器的选型 (2)四、硬件设计方案 (3)4.1主、副调节器正反作用方式确定 (3)五、控制算法选择 (4)六、控制参数整定 (5)七、心得体会 (7)参考文献 (8)一、绪论精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。
精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在互相接触的过程中，液相中的轻组分逐渐转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。
一般精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备组成。
1.1、精馏塔串级控制的过程进料流量从精馏塔中段某一塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。
进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
溶液中组分的数目可以是两个或两个以上。
实际工业生产中，只有两个组分的溶液不多，大量需要分离的溶液往往是多组分溶液。
多组分溶液的精馏在基本原理方面和两组分溶液的精馏是一样的。
1.2、精馏塔串级控制的原理我们的控制目的是使塔温保持恒定，现选用精馏段的温度, 与回流量来构成串级随动控制.温度调节器通常按PID调节规律，流量调节器按P调节规律。
当温度发生变化时，由主调节器（温度调节器）进行控制，其输出作为副调节器（液位调节器）的给定值，最终控制阀门的开度，主控回路的输出作为副控回路设定值修正的依据，副控回路的输出作为真正的控制量作用于被控对象，液位一旦发生变化，副控回路及时地控制阀门的开度位置，较快地克服了液位的变化对出料温度的影响如果液位是恒定的，只需测量实际温度，并使其与温度设定值相比较，利用二者的偏差控制管道上的阀门就能保持温度的恒定。
过程控制理论课程设计
过程控制理论课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制理论的基本概念、原理和方法，能够运用这些知识分析和解决实际过程控制问题。
具体来说，知识目标包括了解过程控制的基本概念、熟悉过程控制的原理和方法、掌握过程控制的数学模型和仿真技术；技能目标包括能够运用过程控制理论进行简单的系统分析和设计、能够使用相关的软件工具进行过程控制仿真和实验；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作精神和对过程控制理论的兴趣。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括过程控制的基本概念、原理和方法，以及相关的数学模型和仿真技术。
具体来说，包括以下几个方面：1. 过程控制的基本概念，如过程、控制、反馈等；2. 过程控制的原理和方法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等；3. 过程控制的数学模型，如连续时间系统模型、离散时间系统模型等；4. 过程控制仿真技术，如MATLAB/Simulink等。
三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
讲授法用于传授基本概念和原理，讨论法用于探讨和解决实际问题，案例分析法用于分析和研究具体案例，实验法用于验证和应用所学知识。
通过多样化的教学方法，我们将激发学生的学习兴趣和主动性，提高他们的学习效果。
四、教学资源我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材和参考书将用于提供基础知识和扩展内容，多媒体资料将用于辅助讲解和演示，实验设备将用于进行实际操作和验证。
教学资源将支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与和讨论，作业评估学生的知识理解和应用能力，考试评估学生的综合运用和分析能力。
我们将采用定量和定性相结合的方式进行评估，确保评估的客观性和公正性。
评估结果将全面反映学生的学习成果，用于指导和调整教学。
过控课设
摘要在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题,例如居民生活用水的供应,饮料、食品加工,溶液过滤,化工生产等多种行业的生产加工过程,通常需要使用蓄液池,蓄液池中的液位需要维持合适的高度,既不能太满溢出造成浪费,也不能过少而无法满足需求。
因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数，特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。
PID控制（比例、积分和微分控制）是目前采用最多的控制方法。
本文主要是对双容器液位控制系统的设计过程，涉及到液位的动态控制、控制系统的建模、PID算法、传感器和调节阀、smith预估等一系列的知识。
作为双容水箱液位的控制系统，其模型为带纯滞后的二阶惯性函数，控制方式采用了PID算法，调节阀为电动调节阀。
选用合适的器件设备、控制方案和算法，是为了能最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
基于smith预估的两容器液位控制系统设计1双容过程双容过程是过程控制中重要模型，它是由两只水箱串联工作组成。
双容水箱系统是一种比较常见的工业现场液位系统，在实际生产中，双容水箱控制系统在石油、化工﹑环保﹑水处理﹑冶金等行业尤为常见。
通过液位的检测与控制从而调节容器内的输入输出物料的平衡，以便保证生产过程中各环节的物料搭配得当。
1.1两容器液位控制模型图1 双容液位系统模型双容水槽是工业生产过程中的常见控制对象，它是由两个具有自平衡能力的单容水槽上下串联而成，通常要求对其下水槽液位进行定值控制，双容水槽中的下水槽液位即为这个系统中的被控量，通常选取上水槽的进水流量为操纵量。
对其液位的控制通常采用模拟仪表、计算机、PLC 等单回路控制。
双容水槽一般表现出二阶特性。
此模型在现实中也有着很广泛的应用。
1.2 水箱模型分析系统中上水箱和下水箱液位变化过程各是一个具有自衡能力的单容过程。
如图，上水箱的流入量为Qi，流出量为Q1，即下水箱的流入量，下水箱流出量为Q2。
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汽包水位是锅炉运行的主要指标之一，是一个非常重要的被控量。
维持水位在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件，这是因为：
（1）水位过高会影响汽包内汽水分离，饱和水蒸汽温度急剧下降，该过热蒸汽作为汽轮机动力的话，将会损坏汽轮机叶片，影响运行的安全性和经济性。
（2）水位过低，则由于汽包内的水量转少，而负荷很大时，如不及时调节就会使汽包内的水全部液化，导致水冷壁烧坏，甚至引起爆炸。
因此，锅炉汽包水位必须严加控制。
1控制系统的整体分析：
1.1影响汽包水位的主要因素
1)给水流量W
2)主蒸汽流量D
3)燃料量B
1.2控制指标：保证给水流量W和主蒸汽流量D保持平衡，维持汽包水位H在较小范围内波动。
1.3汽包水位控制对象的动态特性分析
做各种主要影响因素的阶跃扰动，记录并分析汽包水位的响应曲线
1)给水扰动：
Matlab仿真如图1：
图1：给水扰动Matlab仿真
运行结果如图2：
图2：给水扰动下的水位响应曲线
由被控对象在给水量扰动下的水位阶跃响应曲线，可以看出该被控对象无自平衡能力，且有较大的迟延，因此应采用串级控制，将给水流量的扰动消除在采用带比例作用的副调节回路中，以保证系统的稳定性。
2)蒸汽扰动：
Matlab仿真如图3：
图3：蒸汽扰动Matlab仿真
运行结果如图4：
图4：蒸汽扰动下的水位响应曲线
由仿真结果看出对象在蒸发量D扰动下，水位阶跃反应曲线有一段上升的过程，表现有“虚假水位”现象，(出现虚假水位现象的原因：当负荷突然增加，蒸汽流量增加，汽包的压强变小，导致水气化，导致水位升高，同样的，当负荷突然减小，蒸汽流量减小，汽包的压强变大，导致水中气泡液化，水位降低，这两种情况都会出现虚假水位现象。
)这种现象的反应速度比内扰快，为了克服“虚假水位”现象对控制系统的不利影响，应考虑引入蒸汽流量的补偿信号。
通过上述对被控对象的动态特性分析，确定采用串级前馈三冲量控制系统：
1)因为串级系统可以有效克服二次干扰，尤其是本系统是有纯迟延环节，
可以有效提高系统的快速性和准确性，改善了系统的动态特性，此外，
串级系统对负荷的变化有一定的自适应能力。
2)通过静态前馈环节的加入，也可以有效改善负荷变化（蒸汽流量变化）
带来的“虚假水位”现象，当蒸汽流量D突然阶跃增加，由于虚假水位
现象会使水位增加，错误地使调节机构减小给水量，但引入前馈后，D
的增加通过副回路的比例作用又使得调节机构增加给水量，所以通过合
适的参数整定，将会有效克服“虚假水位”现象。
1.4，系统框图、控制系统流程图及SAMA图如下所示：
图5：控制系统框图
图6：串级三冲量水位控制系统工艺流程图
在该调节系统中：调节器接受汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个测量信号，控制系统说明如下：
1)水位H是主信号，任何扰动引起的水位变化，都会使调节器输信号发生变化，
改变给水流量，使水位恢复到给定值。
2)主汽流量信号D做前馈信号，其作用是削弱由于“虚假水位”而使调节器产
生的误动作，用以改善蒸汽流量扰动时的调节质量。
3)控制系统由两个闭合回路及前馈调节部分组成。
主回路由主调节对象Gp(s)、
水位测量变送器Kh、主调节Gc1(s)和副回路组成；副回路由给水流量W、给水流量变送器Kw、副调节器Gc2(s)、执行器Kμ组成；前馈部分由蒸汽流量信号D、蒸汽流量变送器Kd构成。
4)副调节器的任务是当给水量扰动时，迅速动作使给水量保持不变；当蒸汽量
扰动时，副调节器迅速改变给水量，保持给水量和蒸汽量平衡。
主调节器的作用是校正水位，维持稳定水位不变。
图7：控制系统SAMA图见附录
SAMA图解析：
SAMA图中操作器要保证手自动的无扰切换：
主调节器跟踪是为了保证副调节器无偏差；副调节器跟踪保证执行机构无偏差。
切手动的条件：
除了测量信号故障及调节器的输入偏差大，又加入了蒸汽流量变化幅度过大的要求，因为前馈的引入，虽然减小了“虚假水位”期间调节机构的误动作，但是并不能完全消除该现象，切水位H对蒸汽流量扰动D的响应速度比对内部扰动Ｗ的响应速度要快得多，所以当蒸汽流量变化过大时还是会引起误动作，故加入了蒸汽流量变化幅度的限制。
1.5控制系统的仿真及参数整定：
1)副回路的整定：
副回路的主要作用是消除二次扰动即给水阀的扰动，要求副回路的快速性和稳定性，保证给水流量的稳定。
整定时，断开主回路，把副回路看成是一个单回路，为保证其快速灵活的特性，此处采用比例调节。
副回路整定Matlab仿真：
图8：副回路整定
其中设置PID调节器于比例调节，P=30。
仿真时，在20S时加入幅度为0.5的阶跃扰动。
仿真结果如图9：
图9：副回路扰动测试仿真结果
从仿真结果可以看出，在20S加入扰动后，输出可以快速跟随输入，且稳态误差很小，可以满足内回路快速准确的要求。
2)主回路的整定：
整定主回路时，可以把副回路的整体看成一个比例环节，用衰减曲线法整定主回路。
主回路整定Matlab仿真：
图10：主回路整定
主回路采用PI控制，其中P=0.9，I=0.015，微调副回路的比例P=35.
仿真结果如图11：
图11：主回路仿真结果
衰减率为：85%
3)给水扰动测试：
测试串级回路对给水扰动的控制效果，如图12：
在第20S加入给水扰动，可以看出系统的动态品质几乎不受给水扰动的影响，满足整定时快速消除内扰的要求，最终系统的输出几乎无静差，且满足衰减率的要求，其快速性和准确性得到保证。
图12：给水扰动下系统的输出
4)加入前馈及蒸汽扰动测试：
加入静态前馈和蒸汽扰动及给水扰动，仿真Matlab图13所示：
图13：加入给水及蒸汽流量扰动
仿真结果如图14：
控制系统在加入两种干扰后，系统可以快速调节，最终也稳定在给定值，系统误差较小，超调量也满足了整定的要求，整体效果达到整定目的。