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冶金过程控制基础及应用课程设计
一、课程背景
随着现代制造业的发展，传统的手工操作正逐渐被智能化工艺代替。而作为制造业中比较重要的行业之一，冶金行业也在不断推进着现代化的进程。而在冶金生产的各个环节中，过程控制是保证冶金生产质量和效率的重要手段之一。
本课程旨在通过对冶金过程控制的基础知识及应用实例的学习，帮助学生了解冶金生产过程中的常见自动化控制方法和技术，在实践中感受到控制系统设计、运行和优化等环节的重要性，从而培养学生现代化冶金生产中必不可少的实践操作技能。
二、课程内容
本课程分为两个阶段，第一阶段为理论学习，第二阶段为实践环节。
理论学习
冶金行业概述：介绍冶金行业的发展历史、现状及未来走向，包括冶炼技术、钢铁、铜、铝、镁等冶金行业；
冶金过程自动化控制基础：介绍控制系统的基础理论，包括控制理论、信号处理、控制器等相关知识；
冶金过程控制中常用的技术手段：介绍常见的自动控制技术，包括PID、Fuzzy等；
冶金过程控制中的应用实例介绍：介绍控制技术在具体冶炼行业中的应用案例，以及案例的控制方案，控制方案的设计思路和优化。
实践环节
冶金流程模拟实验：通过软件模拟实验，学生可以将自己的观念应用于虚拟世界中，并加深对控制环节和流程的理解；
实验室实践：由专门的教师团队设计实验，逐步进行实际环节的操作和控制；
综合实践：对前两个实践阶段的学习内容进行综合应用，学生需要以模拟生产的方式进行完整流程的实验版的冶金生产流程。
三、课程目标
掌握冶金行业发展的基本框架，了解行业发展历史、现状及未来趋势；
了解控制系统的基础理论，并掌握常见的控制技术，包括PID控制、Fuzzy控制等；
能够独立进行冶金制造过程的自动化控制方案的设计，了解控制方案的设计思路和优化；
具备冶金流程模拟实验、实验室实践和综合实践的能力，在实践中深入了解冶金生产技术的应用和自动化控制方法的设计。
四、考核方式
课堂考试：测试学生是否掌握控制理论和自动控制技术；
实验考核：通过实验考核，测试学生能否独立完成基本的冶金制造流程的自动化控制方案设计；
综合考核：学生需要进行完整流程的实验岗位模拟，测试学生的综合应用能力和控制系统设计思路的优化能力。
五、教学方法
本课程采用实验教学法、案例分析法、示范讲授、课堂互动等多种形式的教学方式。并且，为了更好地培养学生动手实践的能力，本课程将冶金过程仿真与实验室实践相结合，让学生接触到更加真实的情境模拟，也能更好地构建出自己的思维原型。
六、参考文献
石油与石化工程,2012,26(6),137-141.
仪器仪表自动化,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-tuningcontrollerforanickelflashsmeltingprocess.ControlEngineeringPractice,102,104436.
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