Курс лекций по дисциплине

«Моделирование объектов и систем управления отрасли»

для студентов специальности « Автоматизация технологических процессов»

Автор- доц. Кафедры АППиЭ Кобринец В.П.

Введение

Основная задача моделирования объектов и систем управления — повышение эффективности химико-технологического процесса. Решение этой задачи возможно только с применением методов кибернетики (). На основании данных моделей можно синтезировать системы управления и сократить сроки освоения технологий. Математическая модель конкретного процесса которая отражает основные взаимосвязи между параметрами химико-технологического процесса, позволяет в процессе экспериментов и реализации расчетов на химико-технологическом процессе сократить сроки освоения химико-технологического процесса, и следовательно ускорить технологический процесс.

1. Методы моделирования объектов и систем управления

Моделирование заключается в том, что исследование объектов и систем проводится на их моделях, а результаты должны быть перенесены на химико-технологический процесс. К процессу моделирования предъявляют следующие требования:

1. эксперимент на модели должен быть проще, экономичнее, безопаснее;

2. должно существовать правило переноса свойств модели на оригинал.

Моделирование базируется на подобии объектов: один объект — оригинал, второй — его модель.

Подобные — объекты, у которых технологические параметры отличаются в определенное число раз (масштаб подобия).

Два метода моделирования: физическое и математическое.

Физическое моделирование основано на физическом подобии модели и оригинала. В этом методе должны быть подобны физические свойства модели и оригинала.

Математическое основано на математическом подобии модели и оригинала, то есть модель и оригинал могут иметь различную природу но их математическое описание должно быть идентичным.

Математическое подобие может быть: символьным (знаковым) и реальным (вещественным).

Изучение свойств объекта посредством изучения свойств его модели называется моделированием. На практике различают следующие процессы моделирования:

1. моделирование по принципу геометрического подобия и модели и оригинала — геометрическое подобие;

2. физическое моделирование — здесь кроме геометрического подобия присутствует физического подобия;

3. математическое моделирование.

Достоинства методов физического моделирования:

1. физическая модель воспроизводит все физические свойства оригинала;

2. измерение технологических параметров физической модели можно производить теми же средствами, что и в оригинале — это уменьшает погрешность измерений;

3. данная модель может применяться для моделирования объектов для которых невозможно создание математических моделей.

Недостатки методов физического моделирования:

1. большая трудоемкость в создании моделей сложных АТП;

2. изменение параметров оригинала требует дорогостоящей реконструкции его модели;

3. невозможность создания физических моделей некоторых АТП, в частности, для химических реакторов.

Достоинства математического моделирования:

1. простота создания моделей;

2. изменение параметров оригинала не требует сложных изменений у модели.

Недостатки математического моделирования:

1. невозможность создания математических моделей для некоторых процессов.