19. Ситуационное моделирование: условия применения, идейные основы расчета и реализации, примеры.

В силу низкой точности и большого объема информации для оперативного управления не годятся прямые модели. Формальные модели используются только для конкретного аппаратурного оформления процесса, кроме того, возможно появление неоднозначности при оценке ПК, возникает необходимость учета динамики. Объекты в НХ и НП, как правило нелинейные, нестационарные и с характеристиками, сильно зависящими от сырья. Характеристики сырья могут содержать тысячи параметров => получение к-л универс. модели, обеспечив приемлемую точность – нереально. Т.о. для каждого режима, для каждого вида сырья, для каждого набора требований к ПК должна быть отдельная модель. Такой подход – ситуационное моделирование. В рассмотрение вводится множество моделей и факторы влияющие на выбор (задания) ситуации, в том числе факторы, которые измеряются в ранговых шкалах (тип сырья, вид комплекса требований к продукту и т.д.). Ситуационные модели могут использоваться после решения 2-х задач: а) идентификация ситуации б) наличие модели для данной ситуации.

F – вектор измеряемых параметров; V – вектор управляющих параметров; ДК – устройство динамической коррекции (приведение к одному временному срезу всех входных параметров), F` и V` – динамически выровненные F, V, БМ – банк моделей, М – рабочая модель, используемая для вычисления вектора показателей качества G.

Модель должна учитывать такие требования:

1. «гладкость» по значениям ПК при переходе от одной ситуации к другой;

2. конкретные значения режимных параметров при отнесении режима к определенной ситуации. Это необходимо для улучшения точности расчёта.

Процедура ситуационного моделирования:

1. Каждый технологический параметр разбивается на ряд интервалов.

2. Каждому интервалу, по каждому параметру ставится логическая переменная (сколько интервалов столько логических переменных).

3. Из логических переменных составляются четкие логические функции.

4. Для каждого базового режима разрабатываем структуру модели; в принципе она для всех базовых режимов может быть одинаковой.

5. Разработать процедуру пересчета ПК для текущих ситуаций, несовпадающих с базовыми.

- выбрать вид функции принадлежности для переменных.

- выбрать нечеткое расширение для логических операций.

- выбрать способ нормирования.

- сформировать формулу для расчета ПК в текущей ситуации

Рассмотрим в качестве примера модели для вычисления ПК ректификационных колонн с боковыми отборами. Будем считать для определенности, что оцениваются температуры t^α_j характерных точек ИТК боковых отборов j = 1, 2, 3, 4…... Характерные точки задаются температурами для типичных долей отгона – α [начало кипения, 1%-ая точка выкипания фракции, 5%-ая, 50%, 95%, 99%, конец кипения].

Вид феноменологической модели для расчета характерной точки - температуры ИТК для доли отгона α для j-о бокового отбора:

(4.1),

где a, b, c, d, e (с индексами α, j) – константы для модели, соответствующей доле отгона α и номеру бокового отбора j;

-температура на тарелке выше тарелки отбора;

-температура на тарелке ниже тарелки отбора;

- температура на тарелке отбора.

-давление верха колонны.