ВУЗ:
Составители:
ются (сортируются) по двум или нескольким разным выходам; 3) элементы обратной связи, в которых
выходной сигнал некоторым образом меняется в зависимости от входного сигнала.
При решении вопроса о том, какие компоненты надо включить, а какие исключить, важным сооб-
ражением является число переменных, которое необходимо включить в модель. Определить число вы-
ходных переменных, как правило, не трудно, если хорошо проработан вопрос о целях и назначении ис-
следования. Трудности возникают при определении, какие входные переменные и переменные состоя-
ния вызывают наблюдаемые эффекты и какими из этих переменных необходимо манипулировать, что-
бы получить желаемые эффекты. К тому же здесь мы сталкиваемся с противоречием: с одной стороны,
мы стремимся сделать модель как можно проще, чтобы облегчить ее понимание, упростить задачу ее
конструирования и повысить эффективность компьютерного моделирования; с другой стороны, мы хо-
тим получить как можно более точную модель. Следовательно, реальную технологическую систему не-
обходимо упрощать до тех пор, пока это не приводит к существенной потере точности.
Коль скоро решено, какие компоненты и переменные мы включаем в нашу модель, необходимо да-
лее определить функциональные связи между ними, а также значения используемых параметров. Здесь
перед нами снова встают труднопреодолимые проблемы. Во-первых, может быть трудно (а то и просто
невозможно) количественно определить или измерить некоторые переменные, важные для оценки по-
ведения технологической системы. Во-вторых, соотношения между компонентами и переменными мо-
гут быть неопределенными. В-третьих, необходимая нам информация и числовые данные могут либо
отсутствовать, либо быть в непригодном для использования виде. Все эти обстоятельства более подроб-
но мы рассмотрим в следующих разделах пособия.
По методу составления уравнений (функциональных зависимостей
F
, f ) ММ их можно подразде-
лить на формальные (эмпирические, регрессионные) и неформальные (аналитические). При построении
эмпирических (регрессионных) ММ структура функциональных зависимостей
F
, f задается на основе
некоторых формальных соображений, не имеющих связи с типом технологического объекта, его конст-
руктивными особенностями, механизмами протекающих процессов. Задание
F
, f в формальных ММ
производится с учетом удобства последующего использования уравнений или простоты определения
вектора
a
по экспериментальным данным. Под удобством использования ММ понимается возможность
получения аналитического решения ),( axy или экономичного нахождения приближенного решение на
ЭВМ.
Следует отметить, что формальные ММ применяют для описания стационарных и нестационарных
объектов только с сосредоточенными координатами. При этом модели динамики всегда выбираются
линейными, а уравнения статики задаются в таком виде, чтобы решение y(x, a) было линейным по
a. Для составления таких моделей не требуется глубокого изучения объектов; потребная точность опи-
сания достигается увеличением размерности вектора a.
При построении неформальных (аналитических) ММ функции F, f выводят на основе теоретическо-
го анализа физико-химических процессов, происходящих в технологическом объекте.
При выводе уравнений ММ технологических объектов учитывают: гидродинамические режимы пе-
ремещения веществ; скорости химических превращений, диффузии, передачи тепла, хемосорбции и
т.д.; уравнения материального и энергетического (теплового) баланса; уравнения фазовых превращений
и др. В функции F, f входят (в явной или косвенной форме) основные конструктивные размеры аппарата
(поверхность теплообмена, диаметры и длины труб реакторов, объемы и число реакторов смешения и
т.п.). Чем детальнее и полнее неформальная ММ, тем сложнее структура F, f и выше размерность векто-
ра a, компонентами которого являются параметры уравнений кинетики (константы скоростей, энергии
активации, коэффициенты тепло- и массоотдачи, диффузии и т.п.) и характеристики веществ (теплоём-
кости, плотности и т.д.).
В процессе вывода уравнений ММ приходится применять ряд допущений, например, об (не) учете
некоторых физико-химических процессов, протекающих в технологическом объекте. Вследствие этого
составлению ММ предшествует трудоемкий этап экспериментального исследования этих процессов на
лабораторных установках с целью определения уравнений кинетики и оценки значимости скоростей
этих процессов. В зависимости от принимаемых допущений ММ одного и того же технологического
объекта могут иметь существенно различный вид. Тем более могут различаться структуры функций F, f
неформальных ММ объектов разного типа.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- …
- следующая ›
- последняя »
