Применение экспериментально-статистических методов в задачах управления
Методы регрессионного анализа применяются в целях установления зависимостей между возмущающими параметрами (независимые факторы) и необходимым управлением (функция отклика), между управлениями (независимые факторы) и параметром, характеризующим эффективность процесса (функция отклика).
Расчет управления может проводится программным путем. Такой метод поиска управления может быть использован в системе управления, реализованной на базе контрольно-измерительных приборов и ЭВМ (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Структура
системы управления
Построение функциональной схемы автоматизации
Моделируемая система управления технологическим процессом (теплообменник, абсорбционная установка, реакционный аппарат и др.) должна выполнять следующие функции:
– измерение параметров процесса (возмущений: температура, расход и теплофизические свойства входной смеси; отклонений: расходы теплоносителей, абсорбента, катализатора, выходных продуктов, температура и давление в аппарате и др.);
– расчет управлений на основе математической модели (уравнение регрессии), разработанной на основе экспериментально-статистических методов;
– выдача управляющего воздействия на исполнительный механизм (изменение расходов теплоносителей, флегмы, дистиллята, катализатора и т.д.).
Графически работу системы управления представляют в виде функциональной схемы автоматизации процесса [6, 7]. С помощью функциональной схемы отображают структуру и функциональные связи между технологическим процессом и средствами контроля и управления. Условными обозначениями на схеме (рис. 5.4) показывают:
– основное технологическое оборудование (ректификационная колонна, абсорбер, теплообменное и насосное оборудование и т.д.);
– потоки жидкостей, газов и пара;
– приборы и средства автоматизации (приложение I).
Рис.
5.4. Функциональная схема автоматизации
процесса
Варианты заданий 5а – 5д Вариант 5а
Тема курсовой работы: моделирование системы управления процессом ректификации широкой фракции легких углеводородов на основе экспериментально-статистических методов исследования.
Задание:
– необходимо установить зависимости расхода флегмы в ректификационной колонне разделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) от состава ШФЛУ методом Брандона;
– проверить достоверность полученных зависимостей путем анализа погрешностей расчета;
– построить схему регулирования расхода флегмы;
– разработать презентацию курсовой работы и подготовить доклад к защите.
Исходные данные:
По итогам проведения пассивного эксперимента получен следующий статистический материал (табл. 5.13).
Таблица 5.13
№ |
Состав питания, кг/ч |
Расход флегмы, кг/ч |
||||||
Этан |
Пропан |
Изобутан |
Бутан |
Изопентан |
Пентан |
Гексан |
||
1 |
123.5 |
3320.8 |
9534.5 |
14414.8 |
5748.7 |
6201.3 |
1810.6 |
18900.0 |
2 |
76.0 |
3811.4 |
6802.0 |
14185.4 |
4636.0 |
4700.6 |
3788.6 |
19400.0 |
3 |
117.0 |
7683.0 |
6357.0 |
12811.5 |
4465.5 |
3607.5 |
3958.5 |
23400.0 |
4 |
77.0 |
5813.5 |
4235.0 |
12358.5 |
5505.5 |
4312.0 |
6198.5 |
17700.0 |
5 |
55.0 |
2145.0 |
4482.5 |
8965.0 |
4207.5 |
4922.5 |
2667.5 |
11100.0 |
6 |
212.5 |
6672.5 |
8202.5 |
16745.0 |
4080.0 |
3612.5 |
2975.0 |
22000.0 |
7 |
67.5 |
3375.0 |
7965.0 |
15390.0 |
4275.0 |
5040.0 |
8865.0 |
17200.0 |
Достоверность полученных зависимостей
проверяется в результате анализа
минимального, среднего и максимального
значений относительной погрешности
(%) расчетного значения расхода флегмы:
,
где
– экспериментальное значение расхода
флегмы (табл. 5.13);
– значение расхода флегмы, рассчитанное
на основе уравнения регрессии.