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上海电力学院 2018 年硕士研究生入学复试课程考试大纲
课程名称 过程控制系统设计
参考书目：
王再英,刘淮霞,陈毅静等编著. 《过程控制系统与仪表》(普通高等
教育“十一五”国家级规划教材)，机械工业出版社，201
复习的总体要求
《过程控制系统设计》是将控制理论、过程生产工艺、仪器仪表知识相结合的一门综合
性应用课程。本课程要求学生掌握过程控制系统的组成及性能指标，被控过程的特性与建模
方法，测量变送器、执行器和常规控制器的组成、工作原理和选型原则，简单和复杂过程控
制系统的设计和整定方法，典型过程控制系统应用实例的分析和设计。
复习内容
知识点
1、过程控制概述：过程控制的特点和任务；过程控制系统的分类；过程控制的性能指
标要求；
2、控制仪表：控制仪表的分类；PID 控制规律及特点；PID 控制器的应用；
3、执行器：执行器的分类；调节阀的结构和工作原理；调节阀的结构特性和流量特性；
调节阀的选型原则；
4、被控过程的数学模型：数学模型的作用和建模方法；机理建模法的原理和建模过程；
阶跃响应曲线法建模的原理和方法；
5、简单控制系统的设计与整定：简单控制系统的组成；简单控制系统设计的基本要求
和设计步骤；被控参数、控制变量、控制器调节规律和正反作用的选择；控制器参数的衰减
频率特性整定法；控制器参数的工程整定法；
6、串级控制系统的设计：串级控制系统的结构和工作原理；串级控制系统的特点；串
级控制系统的设计原则和控制器参数的整定方法；
7、前馈控制系统的设计：前馈控制的原理和特点；静态和动态前馈的设计方法；前馈
与反馈复合控制系统的设计；
8、大滞后控制系统设计：Smith 预估控制的结构和原理；Smith 预估控制的特点分析；
改进的 Smith 预估控制的应用；
9、比值控制系统的设计：比值控制系统的种类；比值系数的计算；比值控制的实现方
法；
10、分程控制、均匀控制和选择性控制系统的设计：分程控制、均匀控制和选择性控制
的工作原理、适用场合和设计原则；
11、解耦控制系统设计：相对增益的定义、作用、计算和应用；解耦控制器的设计；解
耦控制的近似实现；
12、典型过程控制的应用实例设计与分析：大型火电站控制系统的分析与设计；精馏塔
控制系统的分析与设计。
考核要求
1）理解和掌握过程控制的基本概念：特点、系统基本组成和分类；
2）掌握控制装置的使用：正确选择检测装置、控制器和执行器；
3）掌握对象建模的方法：根据需要，用机理建模法和工程测试法对被控对象进行建模；
3）掌握简单控制系统的设计和整定：分析对象特性和控制要求，选择被控量和控制量，
确定扰动信号，画出控制系统的管道仪表图和方框图，确定调节阀的气开/气关类型和控制
器的正反作用，选择合适的 PID 控制规律，进行控制器参数整定。
4）掌握复杂控制系统的设计：分析对象特性和控制要求，根据控制要求选择串级、前馈、
Smith 预估、比值、均匀、分程、选择、解耦控制等控制方案，画出控制系统管道仪表图和
方框图，确定调节阀的气开/气关类型和控制器的正反作用，选择 PID 控制规律，说明整定
方法；
5）掌握大型火电机组负荷控制、给水控制、蒸汽温度控制和燃烧控制的基本任务和对象
特性，根据控制要求画出控制系统的管道仪表图和方框图，分析系统的控制原理；掌握精馏
塔的控制任务和对象特性，根据控制要求画出控制系统的管道仪表图和方框图，分析系统的
控制原理。
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