冶金過程控制基礎(chǔ)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1冶金過程控制基礎(chǔ)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)一、課程背景隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工操作正逐漸被智能化工藝代替。而作為制造業(yè)中比較重要的行業(yè)之一，冶金行業(yè)也在不斷推進(jìn)著現(xiàn)代化的進(jìn)程。而在冶金生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，過程控制是保證冶金生產(chǎn)質(zhì)量和效率的重要手段之一。本課程旨在通過對(duì)冶金過程控制的基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用實(shí)例的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生了解冶金生產(chǎn)過程中的常見自動(dòng)化控制方法和技術(shù)，在實(shí)踐中感受到控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和優(yōu)化等環(huán)節(jié)的重要性，從而培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代化冶金生產(chǎn)中必不可少的實(shí)踐操作技能。二、課程內(nèi)容本課程分為兩個(gè)階段，第一階段為理論學(xué)習(xí)，第二階段為實(shí)踐環(huán)節(jié)。理論學(xué)習(xí)冶金行業(yè)概述：介紹冶金行業(yè)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來走向，包括冶煉技術(shù)、鋼鐵、銅、鋁、鎂等冶金行業(yè)；冶金過程自動(dòng)化控制基礎(chǔ)：介紹控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，包括控制理論、信號(hào)處理、控制器等相關(guān)知識(shí)；冶金過程控制中常用的技術(shù)手段：介紹常見的自動(dòng)控制技術(shù)，包括PID、Fuzzy等；冶金過程控制中的應(yīng)用實(shí)例介紹：介紹控制技術(shù)在具體冶煉行業(yè)中的應(yīng)用案例，以及案例的控制方案，控制方案的設(shè)計(jì)思路和優(yōu)化。實(shí)踐環(huán)節(jié)冶金流程模擬實(shí)驗(yàn)：通過軟件模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以將自己的觀念應(yīng)用于虛擬世界中，并加深對(duì)控制環(huán)節(jié)和流程的理解；實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐：由專門的教師團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，逐步進(jìn)行實(shí)際環(huán)節(jié)的操作和控制；綜合實(shí)踐：對(duì)前兩個(gè)實(shí)踐階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行綜合應(yīng)用，學(xué)生需要以模擬生產(chǎn)的方式進(jìn)行完整流程的實(shí)驗(yàn)版的冶金生產(chǎn)流程。三、課程目標(biāo)掌握冶金行業(yè)發(fā)展的基本框架，了解行業(yè)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來趨勢；了解控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，并掌握常見的控制技術(shù)，包括PID控制、Fuzzy控制等；能夠獨(dú)立進(jìn)行冶金制造過程的自動(dòng)化控制方案的設(shè)計(jì)，了解控制方案的設(shè)計(jì)思路和優(yōu)化；具備冶金流程模擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐和綜合實(shí)踐的能力，在實(shí)踐中深入了解冶金生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用和自動(dòng)化控制方法的設(shè)計(jì)。四、考核方式課堂考試：測試學(xué)生是否掌握控制理論和自動(dòng)控制技術(shù)；實(shí)驗(yàn)考核：通過實(shí)驗(yàn)考核，測試學(xué)生能否獨(dú)立完成基本的冶金制造流程的自動(dòng)化控制方案設(shè)計(jì)；綜合考核：學(xué)生需要進(jìn)行完整流程的實(shí)驗(yàn)崗位模擬，測試學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的優(yōu)化能力。五、教學(xué)方法本課程采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、案例分析法、示范講授、課堂互動(dòng)等多種形式的教學(xué)方式。并且，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力，本課程將冶金過程仿真與實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生接觸到更加真實(shí)的情境模擬，也能更好地構(gòu)建出自己的思維原型。六、參考文獻(xiàn)石油與石化工程,2012,26(6),137-141.儀器儀表自動(dòng)化,2014,35(4),20-24.控制工程,2015,22(2),108-112.Yang,J.,&Xing,T.(2019).Thermalsimulationandautomaticcontrolofacoppersmeltingprocess.JournalofProcessControl,81,127-137.Xing,T.L.,&Li,W.(2020).Design,optimizationandimplementationofaFuzzy-PIDself-tuningcontrollerforan