《热工控制系统》课程教学大纲

《热工控制系统》课程教学大纲

课程编号: 0805507306

课程名称：热工控制系统

英文名称：Thermal Control System

课程类型: 专业必修课

总学时：72 讲课学时：72 实验学时：0

学分：4.5

适用对象: 热能动力工程专业（本科，热自方向）（08/09/10级）

先修课程：工程数学、电子技术、自动控制原理、计算机技术、热工基础、热工测量与仪表、生产过程设备系统及运行

一、课程性质、目的和任务

《热工控制系统》是热能动力工程专业火电厂热工自动化方向学生的专业必修课，也是其主干专业课。通过本课程的学习使学生理解并掌握热工对象的动态特性；掌握调节器的调节规律；掌握控制系统的基本概念、组成原理、分析设计方法、投运和调试方法，了解引进机组控制系统的新技术，为学生将来尽快适应实际工作奠定扎实的基础。

二、教学基本要求

本课程主要以单回路控制系统、串级控制系统、导前微分控制系统和前馈-反馈复合控制系统为研究对象，以单回路控制系统为重点。学完本课程应达到以下基本要求：

1．理解热工对象动态特性并掌握其求取的基本方法。

2．理解掌握比例调节规律；理解掌握积分调节规律；理解掌握微分调节规律。

3．熟练掌握单回路控制系统分析；熟练掌握单回路控制系统的参数整定；了解单回路控制系统应用实例。

4．理解串级控制系统特点；掌握串级控制系统实例。

5．理解导前微分控制系统特点；掌握导前微分控制系统整定；了解导前微分控制系统实例。

6．理解前馈控制系统特点；掌握复合控制系统特性分析方法、复合控制系统实例分析方法和三冲量给水系统。

7．了解汽包锅炉燃烧对象动态特性；掌握燃烧控制系统基本方案；理解中储式锅炉燃烧控制系统和直吹式锅炉燃烧控制系统。

8．了解直流锅炉特点；了解直流锅炉动态特性；理解直流锅炉控制系统的基本方案。

9．掌握协调控制系统基本概念；理解协调控制系统基本方案。

三、教学内容及要求

1．概论

1）了解热控的发展

2）了解热控的内容和分类

3）掌握热控系统的品质指标

2．热工对象

1）了解影响对象动态特性的结构性质；

2) 理解有自平衡能力对象的动态特性

3) 理解无有自平衡能力对象的动态特性

4) 掌握由阶跃响应求对象传递函数的基本方法；

3．调节器

1) 理解比例调节规律的特点，掌握比例调节规律对过渡过程的影响

2) 理解积分调节规律的特点，掌握积分调节规律对过渡过程的影响

3) 理解微分调节规律的特点，掌握微分调节规律对过渡过程的影响

4．单回路控制系统

1）熟练掌握单回路控制系统分析

2）熟练掌握单回路控制系统的参数整定

3）了解单回路控制系统实例

5．串级控制系统

1) 了解串级控制系统组成

2) 理解串级控制系统特点

3) 了解串级控制系统选择

4) 掌握串级控制系统实例

6．导前微分控制系统

1) 了解导前微分控制系统组成

2) 理解导前微分控制系统特点

3) 掌握导前微分控制系统整定

4) 了解导前微分控制系统实例

7．复合控制系统

1) 了解前馈控制系统组成

2) 理解前馈控制系统特点

3) 掌握复合控制系统特性分析

4) 掌握复合控制系统实例分析

5) 掌握三冲量给水系统

8．比值及锅炉燃烧控制系统

1）了解比值控制系统；

2）了解锅炉燃烧控制系统的任务

3）了解汽包锅炉燃烧对象动态特性

4）掌握燃烧控制系统基本方案

5）理解中储式锅炉燃烧控制系统

6）理解直吹式锅炉燃烧控制系统

9．直流锅炉控制系统

1）了解直流锅炉的特点

2）了解直流锅炉的动态特性

3）理解直流锅炉控制系统的基本方案

10．协调控制系统

1) 掌握协调控制系统基本概念

2) 理解协调控制系统基本方案

四、所含实践环节

参见《热工控制系统课程设计大纲》

五、课外习题及课程讨论

围绕下列主要问题给学生布置作业：

一、基本概念和控制系统品质指标的物理意义

二、由阶跃响应求对象传递函数的基本方法并熟悉其推导思路

三、理调节器调节规律和调节参数对过渡过程的影响

四、单回路控制系统的参数整定的方法

五、串级控制系统特点、整定方法及现场整定等问题

六、串级控制系统特点、整定方法及现场整定等问题

七、复合控制系统特性分析；单级和串级三冲量给水系统的整定及故障分析

八、比值控制系统基本概念；汽包锅炉燃烧对象动态特性；燃烧控制系统基本方案；中储式锅

炉燃烧控制系统工作原理；直吹式锅炉燃烧控制系统工作原理。

九、直流锅炉的特点、动态特性和控制系统基本方案

十、协调控制的基本概念和基本方案

六、教学方法与手段

本课程采用课堂讲授为主、视教学效果实时加入少量讨论的方式进行课堂教学。

七、各教学环节学时分配

八、课程成绩评定办法

本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试，少量考题可超出书本，采用实际现场的问题考查学生的分析问题解决问题能力。学生的课程总评成绩由平时成绩（占20%）和期末考试成绩两部分构成，平时成绩由出勤、学习主动性、作业和课堂测验等评定。

九、推荐教材和教学参考书

教材：李遵基，热工自动控制系统，北京，中国电力出版社，1997.10

参考书：1) 张玉铎，王满稼. 热工自动控制系统. 北京，水利水电出版社，1985

2) 丁轲轲，刘久斌，林青，热工过程自动调节. 北京，中国水利水电出版社，2007.2

3) 陈来九, 热工过程自动调节原理及应用. 北京，水利水电出版社，1982

4）林金栋，自动调节原理及应用. 北京，中国电力出版社，1995

大纲制订人：刘久斌

大纲审定人：张君

制订日期：2009.10.6