湖南省高等教育自学考试 课 程 考 试 大 纲
工业自动化仪表与经过控制
(课程代码：02299)
湖南省教育考试院组编
2016 年 12 月
第一部分 课程性质与目标
一、课程性质与特点
工业自动化仪表与经过控制是高等教育自学考试工业自动化(本科)专业的 专业核心课程。该课程以控制学说为基础面向工业企业连续生产经过的学说、分 析、设计、控制与应用，是深入掌握工业企业现代化生产设备的关键。
二、课程目标与基本要求
本课程的进修要求掌握自动化仪表与经过控制体系的学说分析和实际应用， 课程考试既要考核聪明，又要考核能力。因此，在体系掌握本课程的基础聪明和 基本原理的基础上，注重运用基础聪明和基本学说分析和解决实际难题，做到理 论联系实际，进步分析和解决实际难题的能力。本课程的基本聪明和基本原理包 括本大纲所列出的考核点在自学中注意各聪明点、基本原理的比较、综合和归纳 及其之间的联系和区别。同时要注意分析工业企业实际对象存在的难题。
三、与本专业其他课程的关系
工业自动化仪表与经过控制是工业自动化专业的一门特别重要的学说课程， 本课程是在进修了一些先修课程后开设的，同时又紧密结合生产实际。本课程的 先修课程是电子技术基础、微机原理与接口技术、自动控制学说等课程。
第二部分 课程内容与考核目标
第一章 绪论
一、进修目的与要求
经过控制通常指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工 业部门生产经过的自动化，通过本章的进修，考生应了解自动化仪表与经过控制 的基础概念、基本聪明、基本结构、基本特点、评价指标、应用领域和经过控制 体系进步的阶段与动向并能够结合实际应用说明经过控制体系在现实工业企业中 的应用。
二、考核聪明点与考核目标
(一) 经过控制进步概况(次重点)
识记：经过控制的概念;经过控制技术的意义;集散控制体系(DCS)的 概念;经过控制进步阶段
领会：经过控制体系的阶段特征(特别是 80 年代后)
(二) 经过控制的特点(一般)
识记：经过控制体系的特点
(三) 经过控制体系组成和分类(重点)
领会：经过控制体系的组成;经过控制体系的案例;经过控制体系的分类
(四)“经过控制工程”课程的性质和任务(一般)
领会：经过控制的意义;经过控制的任务
第二章 经过建模和经过检测控制仪表
一、进修目的与要求
经过控制体系的质量是由组成体系的各个环节的结构及其特性所决定，通过 本章进修，要求考生了解前馈控制、最优控制、多变量解耦控制等需要有精确的 经过数学模型，经过控制模型是设计经过控制体系，确定控制方案、分析质量指 标、整定调节器参数等的重要依据，研究经过建模对于实现生产化经过自动化具 有特别重要的意义。
二、考核聪明点与考核目标
(一)经过建模(重点)
识记：被控经过、被控经过的数学模型、 经过的数学模型的类型、经过模 型的分类技巧、机理建模概念、试验法建模的概念
领会：试验法和机理分析法的比较;试验法的两种类型;阶跃响应曲线法; 矩形脉冲响应曲线法;最小二乘法参数估计原理;经过滞后时刻的 确定
应用：自平衡经过建模的三种经过;非自平衡经过的三种经过;阶跃响应
曲线确定经过的传递函数;经过数学模型阶次 n 的确定
(二)经过变量检测及变送(重点)
识记：经过变量检测;经过变量检测的意义;热电阻温度计测温原理;
DDZ-III 型温度变送器的类型; DDZ-III 型温度变送器的功能; DDZ-III 型温度变送器的特点;压力检测仪表分类;流量的概念;流 量检测的意义;成分分析的相关概念;测量变送器的任务
领会：测量误差的分类;自动化仪表的性能指标;测量温度的技巧;热电 偶温度计的测温原理;补偿导线;冷端温度补偿技巧;温度检测仪 表的选用安装规则;压力检测的原理;弹性式压力表原理;电气式 压力表原理;压力仪表的选用及安装;流量检测的计量单位及技巧; 液位计的选用规则;红外线气体分析仪原理;氧化锆氧量分析仪原 理;数据采集装置的组成;表征数据采集体系的性能指标
应用：DDZ-III 型温度变送器职业原理及量程单元的职业原理;差压流量计 的检测原理;静态液位计和电容式液位计的原理;几种常见的变送 器的原理;A/D 转换的种类及应用
(三)经过控制仪表(重点)
识记：经过仪表的分类及分类方式;DDZ-III 调节器的组成;运算单元概念;
执行器组成和分类
领会：KMM 可编程调节器的特点;KMM 可编程调节器的体系结构;KMM 可编程调节器的主要功能;KMM 可编程调节器中PID 运算模块;电 动执行机构原理;气动执行机构原理;工业控制计算机;可编程控 制器(PLC)
应用：DDZ-III 调节器电路;加减器原理;乘除器原理;执行器在工程中使 用的主要难题
第三章 简单经过控制体系-单回路控制体系的工程设计
一、进修目的与要求
通过本章的进修，要求考生了解单输入单输出的简单经过控制体系的设计， 重点掌握经过控制体系设计中的共性难题，如控制方案设计，变送器、控制(调 节)器、执行器的选择，调节器参数整定及体系设计规则的应用等。
二、考核聪明点与考核目标
(一)工程控制体系工程设计概述(次重点)
领会：对经过控制体系设计的一般要求;经过控制体系设计步骤;经过系 统设计的主要内容;经过体系设计中的若干难题
(二)控制方案设计(重点)
领会：单回路控制控制方案设计的内容; 怎样评价一个经过控制体系的性 能与质量;体系阶跃响应性能指标;偏差积分性能指标;被控参数 的选择技巧及规则;控制参数选择的一般规则
应用：经过静态特性分析;经过动态特性分析
(三)检测、变送器的选择(次重点)
领会：检测与变送器选择的规则
(四)执行器的选择(次重点)
识记：在经过控制中执行器的影响;调节器特性的选择规则
领会：从进步经过控制质量和体系安全的角度考虑调节阀特性的选用规则 (五)控制器(调节器)的选择(次重点)
领会：控制器的选型影响;选择控制器的控制规律;常用的各种控制规律
的控制特点;怎样确定控制器的正反影响方式
(六) 经过计算机控制体系设计(重点)
识记：经过计算机控制体系的概念;经过计算机控制体系的分类;经过计 算机控制体系的组成;经过计算机控制体系的特点
领会：数字控制器模拟化设计的思路;数字 PID 控制器实现包括的模块; 影响采样周期选取的影响;数字控制器采用周期的考虑影响;经过 计算机控制体系设计的规则
应用：离散化技巧;数字 PID 控制算法;数字 PID 控制算法的改进;数字 PID 控制器工程的实现
(七)经过控制体系的投运和控制器参数整定(重点)
识记：经过控制体系各组成部分投运的一般程序;控制器参数的整定技巧 分类;学说计算整定法概念;工程整定法概念
领会：学说计算整定法和工程整定法的比较
应用：动态特性参数法;稳定边界法;阻尼振荡法;现场经验整定法;极 限环自整定法
(八)单回路控制体系工程设计实例(次重点)
应用：喷雾式干燥设备控制体系设计;组槽液位控制体系设计;pH 控制系 统设计
第四章 复杂经过控制体系
一、进修目的与要求
通过进修，要求学生熟悉复杂经过控制体系的组成、 特点、职业经过与工程 设计规则，重点掌握串级控制、前馈控制、大滞后补偿控制、比值控制、分程与 选择性控制、多变量解耦控制、模糊控制、预测控制等复杂经过控制体系的设计 技巧。
二、考核聪明点与考核目标
(一)串级控制(重点)
领会：串级控制体系控制的经过分析;串级控制体系与单回路的区别及控 制效果明显进步的缘故;串级控制体系设计的内容;串级控制体系 设计的规则;两步整定法步骤;逐步逼近法原理及步骤;串级控制 体系在工业上应用的情况分析
应用：串级控制体系在工业上具体应用案例分析
(二)前馈控制(重点)
领会：前馈控制的思路;反馈控制的特点;前馈控制原理及特点;前馈的 局限性;静态前馈控制;动态前馈控制;前馈-反馈复合控制体系; 前馈-串级复合控制体系;前馈控制体系的选用与稳定性
应用：前馈控制体系的工程整定法想法和原理;前馈控制体系的工业应用
(三)大滞后补偿控制(重点)
领会：大滞后经过的特点;几种常用的大滞后控制方案;史密斯预估补偿 技巧;增益自适应预估补偿控制;大滞后经过采样控制操作技巧
应用：大滞后控制体系工业应用案例分析
(四)比值控制(次重点)
识记：比值控制体系的概念
领会：常用的比值控制方案;比值控制体系的设计与整定技巧
应用：工业应用案例分析
(五)分程与选择性控制(重点)
领会：分程选择性控制体系的意义及原理;分程控制体系原理与设计注意 难题;分程体系的应用情况分析;选择性控制体系原理与设计规则;
选择性控制体系中的积分饱和及防止技巧
应用：分程控制体系工业应用示例分析;选择性控制工业应用示例分析
(六)多变量解耦控制(重点)
领会：实现复杂体系解耦的办法及解耦的方式;耦合经过调节器参数整定
应用：相对增益求法;相对增益矩阵性质;复杂经过控制通道选择技巧;
解耦设计技巧;解耦设计案例分析;解耦控制中的一些难题
(七)模糊控制(次重点)
领会：模糊数学的基础聪明
应用：模糊控制器职业原理;模糊控制器的设计;模糊控制器的改进;模 糊控制的应用实例分析
(八)预测控制(一般)
领会：预测控制需要解决的难题;预测控制技巧的优点
应用：预测控制的基本原理;预测控制的实现
第五章 集散控制体系
一、进修目的与要求
通过本章的进修，要求考生掌握集散控制体系的组成、特点、原理及应用。
二、考核聪明点与考核目标
(一)集散体系概述(一般)
识记：集散体系的概念
领会：集散体系的组成;集散体系的特点;集散体系的进步
(二)集散体系的现场控制站(重点)
领会：集散体系的参数控制;逻辑与顺序控制;数据监测
(三)集散体系的操作员站和工程师站(重点)
领会：操作员站和工程师站的功能;操作员站和工程师站的硬件设备;操 作员站和工程师站的软件
(四)集散体系的网络与通信(次重点)
识记：集散体系网络的特点及要求
领会：网络组成;网络拓扑结构;网络控制;基带和宽带;网络通信协议
应用：差错和纠错;典型体系的通信网络
(五)集散体系的工程化设计(一般)
识记：集散体系评估包含哪些部分
领会：工程化设计的内容和步骤;集散体系的功能规范包含的内容;集散 体系工程设计包括的内容
第六章 经过控制工程应用实例
一、进修目的与要求
通过本章的进修要求对构成经过控制实用体系有比较完全的认识。
二、考核聪明点与考核目标
(一)化肥厂 H2/N2 比例控制(重点)
应用：化肥厂 H2/N2 比例控制案例分析
(二)氯乙烯精馏经过控制(次重点)
应用：氯乙烯精馏经过控制案例分析
(三)TDC-3000 在聚苯乙烯装置上的应用(一般)
应用：TDC-3000 在聚苯乙烯装置上的应用分析
(四)CENTUM 体系在合成氨装置中的应用(一般)
应用：CENTUM 体系在合成氨装置中的应用分析
第三部分 有关说明与实施要求
一、考核的能力层次表述
本大纲在考核目标中，按照“识记”、“领会”、“应用”三个能力层次规定 其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的 基础上，其含义是：
识记：能知道有关的名词、概念、聪明的含义， 并能正确认识和表述，是低层 次的要求。
领会：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本技巧， 能掌握
有关概念、原理、技巧的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：在领会的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本技巧联系学过的多 个聪明点分析和解决有关的学说难题和实际难题，是最高层次的要求。
二、教材
1 .指定教材：
经过控制工程(第 2 版) ，邵裕森 、戴先中，机械工业出版社，2016 年
三、自学技巧指导
1 .在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核聪明点 及对聪明点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数， 有的放矢。
2 .阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个聪明点，对 基本概念必须深刻领会，对基本学说必须彻底弄清，对基本技巧必须牢固 掌握。
3.在自学经过中，既要思索难题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、 原理、技巧等加以整理，这可从中加深对难题的认知、领会和记忆，以利 于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断进步自学能力。
4 .完成书后作业和适当的辅导练习是领会、消化和巩固所学聪明，培养分析 难题、难题解决及进步能力的重要环节， 在做练习之前，应认真阅读教材， 按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习经过中对所学聪明
进行合理的回顾与发挥，注重学说联系实际和具体难题具体分析，解题时 应注意培养逻辑性，针对难题围绕相关聪明点进行层次(步骤)分明的论 述或推导，明确各层次(步骤)间的逻辑关系。
四、对社会助学的要求
1 .应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的聪明点。
2.应掌握各聪明点要求达到的能力层次，并深刻领会对各聪明点的考核目标。
3 .辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容， 以免与大纲脱节。
4 .辅导时，应对进修技巧进行指导，宜提倡”认真阅读教材，刻苦钻研教材， 主动争取帮助，依靠自己学通”的技巧。
5 .辅导时，要注意突出重点，对考生提出的难题，不要有问即答，要积极启 发引导。
6 .注意对考生能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独 立进修，在自学经过中善于提出难题，分析难题，做出判断，难题解决。
7 .要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能 力层次中会存在着不同难度的试题。
8.助学学时：本课程共 3.5 学分，建议总课时 63 学时，其中助学课时分配如下：
五、关于命题考试的若干规定
1 .本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当 突出重点。
2.试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为 20 %、“领会”为 50 %、“应用”为 30%。
3 .试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为 2 ：3 ：3 ：2。
4 .每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 60%，次重点占 30% ，一 般占 10%。
5 .试题类型一般分为： 单项选择题、填空题、简答题、计算题、综合题等。
6 .考试采用闭卷笔试，考试时刻 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。
六、题型示例(样题)
一、单项选择题(本大题共■小题，每小题■分，共■分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡” 上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。
1 .引起被调参数偏离给定值的各种影响称
A .调节 B .扰动 C .反馈 D .给定
二、填空题(本大题共■小题，每小题■分，共■分)
1 .经过检测控制仪表包括检测元件、 、调节器、调节阀等。
三、简答题(本大题共■小题，每小题■分，共■分)
1 .什么是经过控制体系?其基本分类技巧有哪几种?
四、计算题(本大题共■小题，每小题■分，共■分)
1.若用弹簧管压力表测量某仪容器的压力，工艺要求其压力为：1.3±0.08Mpa，现可供选 择的弹簧管压力表精度有 1.0 、1.5.2.0、及 4.0 级;可供选择的量程有 0 ~ 1.6.0 ~ 2.5 及 0 ~ 4.0 Mpa，试选择弹簧管压力表的量程及精度等级。
五、综合题(本大题共■小题，每小题■分，共■分)
1.工艺要求两种物料实现配比关系。正常情况下主动物料流量为 100 公斤/小时，从动物 料流量为 200 公斤/小时，主从物料最大流量分别为 200 公斤/小时和 500 公斤/小时; 流量用孔板测量，用一个气动乘法器实施组成单比环比值控制体系，回答下列各小题：
(1)画出体系控制流程图和体系方框图。
(2)计算比值系数。
(3)求乘法器的给定值。
(4)用除法器实施，画出工艺控制流程图。
标签：湖南师范大学自考报名？湖南师范大学自考专业？湖南师范大学自考专升本科报名网整理？
