1 Жалпы мәлімдеудің үлгілер және компьютерлік үлгілеу туралы
Күрделі технологиялық объектілер, процестер, аппараттар және физикалық - химиялық құбылыстар оқып , біз факторлардың барлығын ескере алмаймыз: қайсыбірі маңызды болады, ал қайсыбірі елемеуге болады. Мыналар зерттеу кезінде объекті үлгісі қалыптасады. Компьютерлік үлгілеу кезінде зерттеуші үш объектімен жұмыстас болады : жүйемен ( нақты , жобаланушы , қиялдағының ), математикалық үлгімен және ЭВМ бағдарламасымен, үлгі теңдеулерінің шешімдері алгоритм іске асырушымен. Компьютерлік үлгілеу дәстүрлі схемасы, бірыңғай процесті сияқты құрулар және үлгі зерттеулері , бар болушы лайықты бағдарламалық сүйеуді.
Аралап шығу ананың, не компьютерлік үлгілеу зерттеу үшін қолданылады, ықшамдаулар және нақты технологиялық объектілердің жобалауының ( жүйелердің ), мына процес келесі кезеңдері ерекшелеуге болады:
1) анықтама объектінің – шекаралардың құруы, шек қоюлардың және нәтижелілік өлшеуіштерінің объекті жұмыс жасаулары;
2) формалау объектінің ( үлгі құруы )– қайсысыз кисынды схемаға нақты объектінің асуы ( абстракциялау );
3) дайындау тап осылардың – сұрыптау тап осы, қажеттілердің үлгі құруына арналған , және ұсыну олардың лайықты түрде;
4) өңдеу алгоритм үлгілеуші және ЭВМ бағдарламалары;
5) бағалау парабарлықтың – жоғарылау қабылдауға болатын деңгейге дейін сенімділік дәрежелері, нақты объекті туралы шығарулардың сыпайылығы салыстырмалы қайсымен соттауға болады , алынғандардың үлгіге айналдыру негізінде;
6) стратегиялық жоспарлау – есептеуіш тәжірибе жоспарлауы, қажетті хабарды тиісті беру;
7) тактикалық жоспарлау – байқаулардың әрбір серия өткізу тәсіл анықтамасы , жоспармен алдын ала ескерілгендердің тәжірибенің;
8) тәжірибелеу – еліктеу жүзеге асыру процесі алу мақсатымен тілектелген тап осылардың және сезгіштік талдауының;
9) түсіндіру – шығарулардың құруы жолмен тап осы, алынғандарға еліктеудің;
10) орындау – үлгі практикалық қолдануы және үлгілеу нәтижелерінің;
11) құжаттау – процес жүзеге асыру жүру тіркеу және оның нәтижелердің, сонымен қатар жасау процес құжаттауы және үлгі қолдануда .
Жасау саналған кезеңдері және үлгі қолдануының жорамалда айқын, не компьютерлік үлгілеу арқасында мақсат ең жақсы бейнемен мүмкін шешілген. Бірақ, мынау ең нәтижелі тәсіл емес мүмкін . Томға оқиғада, егер мақсат мүмкін мәлімделген қарапайым үлгінің және аналитикалық шешілген жоқ ешқандай компьютерлік үлгілеуде мұқтаждықтар және еліктеудің. Мүмкін құралдың барлық іздеуге ереді, тап осы нақтылы мақсат шешімі үшін лайықтар, құн үйлесімді үйлестіруіне мыналар жанында ұмтыла және тілектелген нәтижелердің . Еліктеу мүмкіншіліктерінің бағалауына кіріспес бұрын , көзі жету ең ереді , не тап осы оқиғаға арналған қарапайым аналитикалық үлгі жарамды емес .
2. Методология компьютерлік үлгілеудің
Көз алдына келгенде .1.1 Схемаға компьютерлік үлгілеу процес ұйымдары ( еліктеудің ) негізгі бау ( нақты технологиялық объекті ( жүйе )– математикалық үлгі – алгоритм үлгілеуші – ЭВМ бағдарламасы – есептеуіш тәжірибе ) дәстүрлі схемаға талапқа сай болады , бірақ үштаған ұғымы ең басты мәселе ретінде қазір қойылады : үлгі – алгоритм – бағдарлама ( одақтар 4,5,6), есептеуіш тәжірибе стратегиялық және тактикалық жоспарлауы ( одақ 7), түсіндіру және құжаттау оның нәтижелері. ( одақ 8).
Бірінші кезеңде ММ құрулары шығады ( немесе салып алады )« эквивалент » технологиялық объектінің , өте маңызды математикалық түрде қайтарушы оның қасиеттің – заңдар , ол бағынады , байланыстың , элементтерге оның составлющим тән , және т . д . математикалық үлгі ( немесе оның үзінділер ) теориялық әдістермен зерттеледі, не объекті туралы маңызды алдын ала білімдер алуға рұқсат етеді .
Екінші кезең қисынға келген математикалық мақсат есеп-қисабы әдісі өңдеуімен байлаулы, немесе, дегендей, есептеуіш немесе алгоритм үлгілеуші. Нақты ол алгебралық формулалардың жиынтығы өзімен ұсынады, қайсыларға есептеулерді жүргізіледі, және кисынды шарттардың, формулалардың бұларды қолдану керек жүйелілігі мүмкіндік беретіндердің орнату. Есептеуіш алгоритмдер үлгі негізгі қасиеттері тиістіге бұрмаламау және, демек, негізгі технологиялық объектінің, шешілуші мақсаттардың ерекшеліктеріне үнемді және бейімделінетін болу және компьютерлердің қолданылады.
Ереже сияқты, үшін біреудің және ана ғой математикалық мақсаттар есептеуіш алгоритмдердің жиыны ұсыныс жасауға болады . Бірақ, нәтижелі есептеуіш әдістердің құруы талап қойылады, әрекеттердің ең аз санының артынан дәлдікпен берілгенмен қойылған мақсат шешімін алуға рұқсат етеді ( арифметикалық , кисындылардың ), яғни ең аз шығындармен машиналыны уақыттардың. Бұлар сұрақтар сандық әдістердің теория затын өте маңызды және құрастырады.
Есептеуіш тәжірибе болады " көп вариантты " мінез-құлық. Нақты, мақсат кез келген қолданбалы шешімі көп санды кіріс өзгергіштердің және параметрлерге тәуелді болады. Мысалы, егер химия - технологиялық құру есеп айырысса, анау әртүрлі тәртіптік өзгергіш және конструктивті параметрлердің жиыны болады, арасында қайсылардың олардың үйлесімді терімі, мына құру қамтамасыз етуші нәтижелі жұмыс жасауы керек анықтау. Формула түрінде лайықты математикалық мақсат шешімі алу, тәртіптік өзгергіш және конструктивті параметрдің айқын тәуелділік , нақты мақсаттардың артынан ұстаушының, сәтті болмайды. Өзгергіш бекітілген мағыналар жанында есептеуіш тәжірибе өткізуі жанында әрбір нақтылы есеп-қисап өткізіледі. Үйлесімді құруды жобалай, яғни, өзгергіш кеңістікте анықтай және параметрлердің нүктені , үйлесімді тәртіпке лайықтыны, мақсат біртүрлі түрлерінің есеп-қисаптардың, мағыналармен айырмашылығы барлардың өзгергіштердің немесе параметрлердің үлкен саны өткізуге келеді. Сондықтан нәтижелі сандық әдістерге сүйену өте маңызды .
Үшінші кезең – өңделген орындауға арналған бағдарлама жасауы ЭВМға алгоритм үлгілеуші ( компьютерлік үлгі жасауы ). СИ бағдарламалауы тілдерінің қолдануы ++, паскаль және басқалардың проблемалардың қатары туғызады, қайсылардың негізгілермен еңбек сіңіргіштік және жеткіліктісіз иілгіштік келеді . Нақты жүйелердің зерттеуі барысында үлгілерді анықтауға жиі келеді, не тартады үшін перепрограммирование өзімен алгоритм үлгілеуші . Анық, не мына оқиғада үлгілеу процесі нәтижелімен, егер иілгіштіктің оның қамсыздандырса. Мына мақсатқа арналған формалдық схемалар, айқын пәндік облыстан математикалық үлгілердің суреттеуші сыныптары қолдануға болады, тап осы схема жұмыс жасауы анада керек сондықтан бағдарламалау, ал емес суреттелетіндер онымен жеке үлгінің .
Үштағанды жасап « үлгі – алгоритм – бағдарлама », әмбебаб , иілгіш және салыстырма қымбатсыз аспап зерттеуші қолдарға алады , басында жөнделеді , тестіленеді « сыналатындардың » есептеуіш тәжірибелерде . Үштаған парабарлығы негізгі технологиялық объектіге күәландырылғанған соң , әр түрлі үлгімен өткізуге болады « тәжірибелер », қойылатын талап сапалы және сандық қасиеттер және объекті мінездемелері барлық берушілер . Компьютерлік үлгілеу процесі жақсарумен және анықтаумен , үштаған барлық буындарының ,қажеттілік өлшемімен қосады .
Бұрылу одаққа қазір 7. есептеуіш тәжірибе – мынау ЭВМға есеп-қисаптардың өткізу және хабар алуы өзіне меншікті , зерттеуші үшін назар таныстырушы . Ақырғы , мына хабар дәлдігі анықтықпен анықталады , үлгі ең алдымен , алгоритм үлгілеуші және ЭВМ бағдарламалары . Мына себеппен нақ парасатпен қолданбалыларды лезде зерттеулерде есеп-қисаптарды полномасштабныені жүргізуге еш жерде бастамайды ғой жаңа ғана жазылғанның бағдарламаға . Оларға қамырлы есеп-қисаптардың өткізу дәуірі әрқашан бұрын болып өтеді . Олар тек қана емес қажетті , " үшін жөндеу " бағдарламаны , яғни қателер және жаңылыс жазудың барлық іздеп табу және түзеу , жіберілгендер қалай алгоритм жасауы жанында , дәл осылай және бағдарламалық орындау оның жанында . Бұларды сонымен қатар алдын ала есеп-қисаптарда тестіленеді өзі математикалық үлгі , зерттейтін объектіге оның парабарлығы анықталады . Үшін мынаның қайсысыз бақылау тәжірибелердің есеп-қисабы өткізіледі , қайсыларға жеткілікті сенімді өлшеулерді болады. Салыстыру бұларды тап осылардың есеп-қисаптардың нәтижелерімен математикалық үлгі анықтауға рұқсат етеді, күні бұрын айтулардың дұрыстығында сенімділік табу, көмекпен оныңмен алынған болады.
Есептеуіш тәжірибеде ұзақ жұмыс өткізуінен кейін ғана фазасы қосылады
( еліктеудің ) — компьютерлік үлгі негізінде шарттарды зерттейтін объектің, қайда табиғи тәжірибелер өткізіліп жатқанын немесе қайда жерде олар жалпы мүмкінсіз мінезі алдын ала болжанады.
Есептеуіш тәжірибеде маңызды орынды есептеудің нәтижелердің өңдеу, олардың жан-жақты талдауы орынға ие болады. Бұлар екі үлгі негізінде шығарулар болады: немесе үлгі анықтаулары қажеттілік аныққа тұрады, немесе нәтижелер, тексеруді өте, тапсырыс берушіге беріледі. Ықшамдау кезінде немесе технологиялық объекті жобалауында қиындық негізінен және математикалық үлгі биік мөлшерліліктері есеп-қисаптардың өткізуі суреттелгенге тым жоғары қымбат схема бола алады. Және инженер әдістемелері өзінікін үлгіні оңайлатуына, құруға осында жүреді ( формулалардың ), бірақ көбірек қажетті ақпаратты мүмкіншілігінше беруші күрделі үлгілерге және есеп-қисаптар және арзан тәсілмен алуға сүйенеді . Мыналар кезінде күрделі үлгілердің талдауымен, үлкен квинтэссенциямен алдын ала жұмыс өткізіледі және формулаға қарағанда қарапайым келеді.
Компьютерлік үлгілеу әдістерінің бұқаралық қолдануы кезінде техникалықтарды жобаларда үлгілердің өңдеу мезгілдерінің өкпек қысқартулары, жобалау қамтамасыз етуші әртүрлі кезеңдері жетуге негізінде жүреді . Мына мақсат лайықты деңгейі кезінде шешімі компьютерлік үлгілеу технологиялары мүмкіндігінше дамиды.
Компьютерлік үлгілеу технологиясы мақсатқа бағытталған қызмет негізімен сәйкес келеді, мән күрделі жүйелердің жұмыс жасау зерттеулерінің ЭВМ ына нақты нәтижелі орындалу мүмкіншіліктері қамтамасыз етуде түзеледі. Оныңмен көмекпен барлықтардың кезеңдерде оның жұмыстың үлгілермен, пәндік облыс зерттеуінен бастай және үлгіленуші проблемалы жағдай бөлістері және жүйе мінез-құлықтары құрумен және талдауға арналған компьютерлік тәжірибелердің орындауымен зерттеуші әрекеттері ұйымдастырылады.
Үлгілеу технологиясы туралы, маңыздылардың аспектісі екі белгі арқылы көрсетіледі:
Ғылымдар сияқты технологиялар 1) методологиялық құрастырушыны, заңдылықтардың шұғылданған табуымен, ЭВМға қайсы қолдануда объектілердің компьютерлік үлгілеу нәтижелі және үнемді қабылдауларын ең тәжірибеліде тауып алуға рұқсат етеді ( жүйелердің );
2) қолданбалы мақсаттар және технология мақсаттары өнерлер сияқты , шеберліктің , іскерліктер практикалық пайдалы нәтижелердің күрделі объектілерінің компьютерлік үлгілеу жүруінде жету.
[ q ][+]1:1: Үлгілерді құру басқару технологиялық процестері қандай әдістерді қолдануы мүмкін :
[ a ] теориялық зерттеулерді
[ a ] тәжірибе жолымен
[ a ][+] теориялық зерттеулердің жолымен және тәжірибе жолымен
[ a ] экспертиза жолмен
[ a ] дұрыс жауабы жоқ
[ q ][+]1:1: Үлгіні нақты құру үшін қандай үлгілерді таңдауды талап етеді :
[ a ] статистикалық немесе динамикалықтың
[ a ] ұзындық немесе ұзындықсыз
[ a ] стационарлық немесе стационарлықсыз
[ a ] үздіксіз немесе дискреттік
[ a ][+] барлығы дұрыс
[ q ][+]1:1: қандай тәжірибелерді ғылыми жоспарлауымен атайды ?
[ a ] үйлесімді жоспар математикалық негіздеуі
[ a ] үйлесімді тәжірибе математикалық негіздеуі
[ a ] үйлесімді математикалық негіздеу экспертиза
[ a ][+] олардың өткізудің үйлесімді жоспар математикалық негіздеуі
[ a ] олардың өткізудің үйлесімді тәжірибе математикалық негіздеуі
[ q ][+]1:1: Кіріс параметрлерлер мынандай атауға ие
[ a ][+] факторлар
[ a ] параметрлер
[ a ] тәжірибелер
[ a ] үн қатулар
[ a ] эндогенов
[ q ][+]1:1: Шығатын параметрлерлер мынандай атауға ие.
[ a ] факторлар
[ a ] параметрлер
[ a ] тәжірибелер
[ a ][+] үн қатулар
[ a ] эндогенов
Лекция 2. Өндірістердегі компьютерлік үлгілеудің негізгі ұғымдары.
Химия - технологиялық процестерді жүйелік талдау.
Құруда химия - технологиялық процестердің математикалық суреттеу теңдеулерінің жүйелері.
Көбірек қатал химиялық процестердің компьютерлік үлгілеу облысында және үлкен дәлдікті химиялық өндірістермен жобалау мақсаттары және басқарулар шешу кезінде аттас жетулер мүмкіндік туғызады. Осы кезеңде де кең жүйелік талдау методологиясы, қайсында қолданулуы табысты талдау мақсатына сай, ықшамдаулар және синтездің және реконструктирленген технологиясы пайдаланады .
Есептелгендер мына оқиғада үйлесімділер ( ең жақсылар ) тәртіптердің және конструктирленген процестердің параметрлері өндірістердің технологиялық уақыт тәртіптерінің негізін құрастырады , олармен және ең үлкен нәтижелі басқаруға рұқсат етеді және энергоресурстардың талаптарын қанағаттандырмайды.
Даму және ақпараттық технологиялардың кең таратуы ( АТ - технологиялардың ), енгізу жергіліктілердің ( ЕЕС ) және глобальдылардың ( ГЕС ) информатиканың қолданбалы есептеуіш сетьтерін, интернет - технологияларды сәйкес жүйелерді дамыту және— автоматтандырылғандар ( компьютерліктер ) системада жетілдіруге мүмкіндік туғызады ( кемеңгер ).
Оларға жатады :
Автоматтандырылған ақпараттық жүйесі ( ААЖ );
Автоматтандырылған жобалау жүйелері ( АЖЖ );
Ғылыми зерттеулердің автоматтандырылған жүйелері ( ҒЗАЖ );
Басқару автоматтандырылған жүйелері ( кемеңгерге );
Автоматтандырылған оқытушы жүйесі ( АОЖ ).
Қолдану кезінде көрсетілгендердің химиялық технология мақсаттарының шешіміне нақты процестердің компьютерлік үлгілердің қолдану және өндірістерді, сонымен қатар, химия - технологиялық процестердің компьютерлік үлгілеу нәтижелерінің арналған кемеңгер алды . Автоматтандырылған жүйе мыналар кезінде, сәйкес жаңа ақпараттық технологияларға талаптармен, тиісті қосу өзіне методологиялары мақсаттардың жасанды қолданбалы жүйелерінің қолдануымен ( ИИ ) және эксперттік жүйелердің ( ЭС ), қолданумен үлгі жасау мамандардың ойдың функциясы нақтылы проблемалыда ( зат сырқыра ) облысында, ал сәйкесті, және қабылданушы шешімдердің сенімділігін үлкейту емес формализацияланған мақсаттарда ( НФЗ ) қолданылады.
Формализацияланған мақсаттың айырмашылығына ( ФЗ ), шешімге арналған әр қайсыларына шынайы талап қойылады есептеуіш алгоритмдердің лизациясы компьютерлерде , мамандардың шығармашылық қызметінің, нәтижесінде НФЗға арналған орынды шешімдер болып шығады, ең алдымен, үлкен сан өңдеулері мағыналық ( семантикалықтың ) ақпараттың және есептеулердің қандай болмасын өткізумен ортасыз байлаулы емес. НФЗ семантикалық шешімдерінің іздеуіне арналған есептеуіш емес ФЗбен оқиғада, ал эвристическо - эволюциялық процедурада алгоритмдер қолдану қажет.
Эксперттік жүйенің ( ЭЖ )— мына логикалық жүйенің, мамандыққа баға беретін пайдаланушымен диалогте қабілеттілігі —түрмен, шешім қабылдаушы, қорлану негізінде және арнайы білімдердің өңдеулері және шешімдердің қабыл алу ережелерінің экспертизаны өткізу, әрекеттердің таңдауымен кепілдемелер кеңесу және беру ( операциялардың ), жағдайлар танып қалу, диагноз қою және проблемалы НФЗ шешімдерінің іздеуі кезінде облыстың нәтижелер дәлелдеу ( пәндіктің ). ЭЖ нәсілдерді өзіне тән профаммно - техникалық күшейткіштер сияқты творчестволық қызметінің , шешім қабылдаушы логикалықтың түрін көрсетеді .Осындай логикалық күрделі адам - машиналы жүйе өзімен үлгі эргатикалық жүйесін ұсынады, қолданудағы жүйе дәл осылай химиялық технология мақсаттарының шешім нәтижелерінің ең сенімділігімен қамсыздандырады.
Химия - технологиялық процестердің компьютерлік үлгілеуі келесі негізгі мақсаттардың шешімін болжайды:
- құрудың процес математикалық үлгілері және оның компьютерде орындалуы ;
- теңестірудің ( теңдестірудің ) өңделген математикалық үлгінің үлгіленуші процеспен қамтамасыз ету мақсатымен оның парабарлық, т . б. нақты процеске сапалық және үлгі сандық сәйкестіктері;
- процес ықшамдаулары қолданумен оның математикалық үлгілер , т . б . негізгі үйлесімді ределениялардың ( ең жақсылардың ) параметрпен тәртіптік және конструкциялықтардың процестердің шұңқыры, негізгі таңдалған белгі ең үлкен немесе ең азы мағынасын қамсыздандырады ( мақсаттық функцияның ), нақты процесті нәтижелілік сипаттайтын.
Химия - технологиялық процестердің жүйелік талдауы
Компьютерлік үлгілеу мақсаттарының шешіміне арналған жүйелік жақын келуі қолданылады , қайсымен сәйкестікте химия - технологиялық процес ( ХТП ) қайсысыз функционал жүйе сияқты анықтап қаралады (« объекті » 1.1 суретте ), Сипаттаушы өзгергіштердің келесі негізгілермен сәйкес келеді:
—
вектормен кіріс өзгергіштердің, процес
күй-жағдайына әсер етеді және , жалпы
оқиғада , оның күй-жағдайы анықтайды;
—
вектормен шығатын өзгергіштердің,
процес күй-жағдайын мінездемісін
береді және кіріс өзгергіштеріне
тәуелді
болады.
Математикалық үлгілердің құруы жанында жүйелік жақын келу мүмкіншілік мақсат математикалық формалауын жүзеге асыру процестердің сияқты бөлектерді аппараттарда ( ХТПпен типтік ), дәл осылай және олардың жиынтығында ( химиялық өндірістердің ), ағып жатқан процестердің физикалық - химиялық механизмдердің тану мүмкіншіліктері қамсыздандыра және кең талдап қорытулардың сәулелену және заңдылықтардың санына сәйкес келеді.
Кез келген жүйе взаимосвядан түзеледі занных және бірлесіп әрекет қылғандардың аралық соғыс және сыртқымен бөлімдердің ортасымен және, анықталған мәнде , бүтін түрде өзімен ұсынады. Объекті, өзімен таныстырушы бір аппарат немесе аппарат секциясын ( ХТПпен типтік ), физикалық – химиялық процестер, физикалық - химиялық жүйемен аталады ( ФХЖ ).
Сурет1.1 . ХТП жүйелі ұсынуы функционал жүйелер сияқты
Объекті, байланысқан жиынтықпен болатын аралық аппараттар өзімен ( химиялық өндіріс ), сонымен қатар, продукпен мақсаттық өндіріске арналған, химия - технологиялық жүйемен аталады ( XTС ).
Р өз бетімен мақсаттық өнім алу процес принципшіл технологиялық схемасы ФХЖ пен әртүрлі ХТЖ пен өзімен таныстырушы және қосылған, 1.2. суретте келтірілген
Шығатын өзгергіш тәуелділік елестетуіне арналған кіріс өзгергіштердің
физикалық - химиялық оператор қолданылады ( ФХСқа арналған ) немесе химия - технологиялық оператор ( ХТСқа арналған )
(1.1)
Нақты процестер барлық елестету (1.1) қайтарады және объективті нақтылық елестетуі өзімен, үшін қайсының жақын процес математикалық үлгісі салуға талап қойылады. Кіріс өзгергіштерге мыналар жанында тек өзіне меншікті кіріс өзгергіштер емес қана апарып береді, мысалы, перераба қасиеттеріні аққан шикізат — оның шығыны , құрам, температураны, сонымен қатар ашуландырушы өзгергіштер ( қайсы мағыналар кездейсоқ бейнемен өзгереді уақыттардың және аналарға немесе басқа себептерге өлшенгене алмайды ) және басқарушы өзгергіш олардың компенсациялаушылар болу ( соотта әсер ету қайсылар оларға мүмкіншілік өлшенген бола алады және осылармен немесе басқа талаптармен сәйкес болад. объектілердің стационарлықсыз тәртіптеріне арналған болады.
1.2. сурет Р мақсаттық өнім алу принципшіл технологиялық схемасы реактор бұлғауышпен; 2— жылу айырбастаушы; 3— тұндырғыш; 4— ректификаттық бағана; 5—селдің бөлгіші
Вектор компоненттерінен біреумен ғана уақыт бойынша тәуелді бола алады.
Вектор басқа компоненттері кіріс өзгергіші.
Өте маңызды кезеңмен химиялық процестердің парабар математикалық үлгі құрулары химия - технологиялық құрылым талдау немесе физикалық – химиялық операторларына сәйкес келеді (.(1.1). мыналар жанында күрделі жүйе декомпозициясы жүзеге асады. Келесі принциптермен қарапайым ішкі жүйе көбірек сәйкес келеді:
- анықтаманың жүйе иерархия құрылымдары, т . б . иерархия сатылардың оның бөлістері және өзара байланыстардың аралық олардын берік білімдердің негізінде, тап осы құралдардың және мамандардың тәжірибесіне ;
- иерархия тәуелді принцип орындаулары білімдердің формалауы жанында туралы оқылатындарды жүйе элементтерінде және ақылды жорамалдардың қабыл алуында , ең маңыздылардың ( бастылардың ) процестердің , ағып жатқандардың аласаларды сатыларда жүйе иерархиялары және процестерге ықпалын жасау көрсетуші жоғарғыларды иерархия деңгейлерінде ( олардың мұқият зерттеуі иерархия аласа деңгейлерінің еске алынған процестердің табуына арналған мыналар жанында қажетті мақсатымен ең бастылардың олардан );
- бөлек процестердің комплексті зерттеулері ықпалын жасау есептеумен өзгергіштердің қаралатын деңгейде тек қана емес жүйе иерархиялары , сонымен қатар ең төмендерді деңгейлерде , және көбірек биіктердің сатыларда жүйе иерархиялары .
Жүйе иерархиялары 5 саты химиялық өнеркәсіпте мақсатқа лайықты ерекшелеу .
1. Микродеңгей — процестер және құбылыстар анықтап қаралады ықпалын жасау үшін аппараттарда фазалардың селдердің қозғалысы і.
2. макро деңгей — ФХС — аппарат секциясын өзімен ұсынады ( мысалы, саптау қабат немесе тәрелкені ) немесе бөлек аппарат. Барлық процестер заттық және жылы селдердің қозғалыс есептелуімен анықтап қаралады.
3. химиялық өндірістің деңгейі — ХТС —өзімен аппараттардың негізін, байлаулылардың өзімен заттық , жылылармен және ин формациялы селдермен ұсынады
4. кіріскен істің деңгейі — мынау бірнеше өндірістің, құрастырушы көріністерде, жұмыс талдауы жанында функционарлық кәсіпкерлік - процестерінің ағып өтуі кіріскен істе экономикалық және басқаратын заңдылықтары қажетті еске алыну.
5. компаниялар немесе біріктірудің деңгейі — мынау бірнеше кіріскен істің, компанияға бірікен ( Газпром , Лукойл , Сибур және др .).
Белгілеп қоюға әрбір иерархия саналған деңгейлерінен технологиялық процестердің ықшамдау мақсаттары және басқару автоматтандыруының өндіріспен бірге шешіледі.
Р өнімі алуы үлгісінде химиялық кіріскен іс иерархиясының бірінші үш деңгейін қарап шығамыз см . 1.2 сурет ) Реакция келесі кинетикалық схемасымен:
Р мақсаттық өнім алу химиялық реакциялары негізгі саты мыналар жанында құрылушы қосымша өнімдердің есебімен теңдеулермен шартты суреттеп айтуға болады :
Р мақсаттық өнімі екпінде барынша көппен Е азеотроп компонентімен құрастырады қайнау ратуройы, нәтижесінде ненің ректификаттық бөлім текшеге оны тигізеді. Р мақсаттық өнім жоғалтулары төмендету үшін бейнеленген технологиялықта процесте оны алудың рецикліне қажетті ұйымдастыру ( кері ).
Р өнім алу принципшіл технологиялық схемасы өнеркәсіптілерді .1.2. шарттарда суретте көрсетілгендей химиялық өндірісі мыналар жанында ривается химия - технологиялық жүйе сияқты ( ХТЖ ), ал процестер бөлектерді аппараттарда - физикалық - химиялық жүйелер сияқты ( ФХЖ ).
Химия - технологиялық жүйе ( ХТЖ )— мынау процес технологиялық схемасы , тар байлаулы ішкі жүйелердің жиынтық сияқты анықтап қаралады ( процестердің бөлектерді аппараттарда, немесе химия - технологиялық процестердің — ХТП ), жұмыс жасау бірыңғай мақсаты бар болушылардың және бағынғандардың жүйелердің негізгі принциптеріне талдау, сонымен қатар жинақтылықтың , иерархиялық және иерархиялық байланысы .
Ф
изикалық
- химиялық жүйе ( ФХЖ
)— мынау бөлек аппаратта жаппай көп
фазалы көп құрамды орта немесе аппарат
секциялары,
анықталған
кеңістікте және өзгергіш уақыттардың,
қайсы гомогенділік әрбір нүктесіне
және
бары жанында фазалардың бөлім
шекарасына зат тасымалдау, энергиялар
және олардың қайнарлардың ( ағындардың
) күшті болады.
1.2 суретте ХТЖ ішкі жүйелерімен ФХЖ — реактор, жылу айырбастаушы, стойник, ректификаттық бағана деп сел лителі аталады . Әрбір ішкі жүйелерінен жұмыс жасау мақсаты — химиялық әрекеттестік өткізу, жылыту ( салқындау ) селдердің, селден компонент бөлісі және т . б. ХТЖ ішкі жүйелері ( бөлек аппараттар ) байлаулы аралық соғыс технологиялық селдермен ( трубо сымдармен ), не Р мақсаттық өнім алуы қамсыздандырады т . е . барлық ХТЖ жұмыс жасау бірыңғай мақсатқа жетуі.
ХТЖ бейнелеуі жүйелі ( см . .1.2 сурет ) ФХЖ түрінде 1.3.суретте көрсетілген. ХТЖ кіруіне күзет орнына пают селдер, вектормен сипаттаушылар кіріс өзгергіштердің ( мысалы, селдердің құрамдары аппараттарға кіруде, температуралар және аппараттарда қысымдар және т . б .). физикалық – химиялық мақсатқа бағытталған кіріс өзгергіш векторға айналу шығатын өзгергіштердің ФХЖ шектерінде шыдайды.
Кұру химия - технологиялық процестердің математикалық суреттеу теңдеулерінің жүйелері.
Дәл осылай құрылым сияқты химия - технологиялық немесе физикалық - химиялық операторды айқын белгілі емес , орнына оны ((1.1). нағыз оператор болатын жақындауымен Ф (1.2), функционал операторымен пайдаланады
Айналу кіріс
өзгергіштердің
шығатын
өзгергіш бағалауларға Ф функционал
операторы қолдануымен мүмкін бейнеленген
Ф:
, (1.2)
Мұндағы
Ф — функционал
оператор, қауырсында кіріс кеңістік
суреттейді
айнымалы
шығатын
өзгергіш бағалаулардың кеңістігіне
;
—
теңестіру
коэффициенттер,
суреттеуші физикалық - химиялық процестер.
Теңдеулердің жүйесін өзімен математикалықты арақатынасын (1.2) ( МО ) химия - технологиялық процестің ( ХТП ) бастапқы және шектес шарттармен ұсынады . ХТЖ қа арналған Ф функционал операторы синтезіне арналған қажетті ХТЖ жүйелік талдау ФХЖ пен барлықтардың функционал операторлары теңестіру , оның құрастырушы ( орнында болғандардың көбірек аласалардың иерархия деңгейлерінде ).
Процестердің математикалық суреттеуі бөлектерді аппараттарда химиялықты өндіріспен мүмкін теориялық немесе эмпиризмдікпен , теориялық немесе эмпиризмдік үлгімен сәйкестікте болады (.1.4 болады ).
ХТП берік қиыстырылған үлгілерінің математикалық суреттеуі —күрделі интегро - дифференциалды теңдеулер , толық суреттеуші процестер , соның ішінде және атомдық - молекулалық деңгейде суреттеледі .
Физикалық – химиялық математикалық суреттеуі ХТП химическалық блочно - құрылысты үлгілерінің - суреттеу « элементаралықтардың » процестердің , негізде теңдік теңдеу жатады , жазылушылар есептелуімен гидродинамикалықтардың фазалардың селдердің қозғалыс және көпшілік қайнарларының күшейте түскендік қосылуымен , жылулықтың және күштің сәйкесті көпшілік баланс теңдеулері жатады , жылулықтың және оларға импульстің негізгі қарқындылығын қосады.
Х
ТП
эмпиризмдік көрсетілуі - статистикалық
үлгілерінің математикалық суреттеуі
полиномиальді түрінде шығатын
тәуелділік ұсыну. Өзгергіштердің
кірістердің
айқындайды.
Түрде өңдеу жанында тәжірибелі тап осылардың . ?-
Математикалық суреттеу ( МО ) теориялық үлгілер білім негізінде көрсетіледі химиялық технология процестерінің ағып өту механизмдері:
Берік қиыстырылған үлгілер үшін — механикалық процесс үшін детальді суреттелуі.
.
Нәтижесінде математикалық суреттеуде жүйелерді теңестіру пайда болады үлкен мөлшерлік үшін комбинирлік беріктердің үлгілердің теңестірулер және теңдеулердің күрделі жүйелерінен төмендеу —Ереже сияқты , химикалыққа үлгілеуіне арналған өндірістердің физикалық – химикалық блокто - құрылысты үлгілер қолданылады. Қажеттінің нақты технологиялық схемалардың есептеуге арналған шынайы өндірісте функционал мүмкіншіліктермен дәлдіктерді қанағаттандырады . Негізгі бейнеленген мына жағдайда « элементарлықтар» .1.5. процестері суретте келтірілген.
Жиынтыққа арналған бұларды « элементарлықтардың » үш процестерді болып шығады негізгілердің теңестіру үлгісінің математикалық суреттеу .
1. жүйе ақырғы теңдеулердің ( СКУ ): теңестірілген ұзындық алгебралық жүйенің ( СЛАУ ) немесе ұзындықсыз теңдеулердің жүйелері ( ұйқыға ).
2. жүйе дифференциальмен теңдеулері ( соданы ).
3. жүйе дифференциалды теңдеулердің жеке туындыларды ( СДУЧП ).
Шығатын өзгергіш тәуелділік алуына арналған кірістердің МО теңдеулерінің жүйелері (1.2), қолданылатындар физикалық - химиялық үлгілердің артынан , салыстырмалы шығатын өзгергіш тиісті шешілген болу . Дәл осылай мына оқиғада шешіледі мамырдың математикалық үлгілеу түзу мақсаты , қашан МО теңдеулерінің түр белгілігенде ( Ф операторы ) және мағынаның оның коэффициенттердің (1.2). себебі бұлар үлгілер ағып жатқан процестердің физикалық - химиялық механизмдерінің білімінде құрылады , олар өзгергіш өзгерту диапозондарының шектерінің артынан нақты объектілердің қасиеттердің экстраполяциясы үшін қолданыла алады , қайсыларды олардың тәжірибелік тексеруі және үлгілердің коэффициенттердің анықтамасы өткізілді .
Суреттеу процесте математикалық эмпиризмдік үлгілер үшін теңдеулердің шешіміне талап қойылмайды. Бұл үлгілер үшін тәуелділігі ( тәуелділіктердің саны вектор мөлшерінде бірдей ) және тәжірибелік аппроксимация мақсат ортасыз шешім жолымен , айқын түрде болып шығады . т.е . математикалық үлгілеу аталатын кері мақсаттары шешім жанында дәл осылай , қашан тәжірибелі тап осыларға анықталады және математикалық суреттеу теңдеулерінің түрі ( МО )( құрылымдардың теңестіру ), және мағынаның олардың коэффициенттердің ( параметрлік идентификациясымен ). бұл үлгінің , ереже сияқты , физикалық мәні айрылған және әділ томға нақты процес параметрлерінің өзгерту диапозонында , қайда тәжірибе қойылған болатын . Мына диапозон шектерінің диапазонында процестердің мінез-құлық экстраполяциясында эмпиризмдік үлгілердің пайдалануымен қажет емес .
[ q
][+]1:1: xi
y=
(x1,
x2, … , xr)
факторларымен y
үн қату байланысқан
басқару функциясы аталады
[ a ] фактордың
[ a ] параметрдің
[ a ] тәжірибенің
[ a ][+] үн қатудың
[ a ] экзогена
[ q ][+]1:1: тәжірибенің мақсаты немен сәйкес келеді ?
[ a ][+] үн қату функцияның бағалауымен
[ a ] тәуекел функцияның бағалауымен
[ a ] анықталмаған функцияның бағалауымен
[ a ] анықталмаған тәуекел функцияның бағалауымен
[ a ] параметр функцияның бағалауымен
[+]1:1: эксперимент дегеніміз
[ a ] интернолиномиаль
[ a ][+] интерполяцияланған
[a] интегральдық
[ a ] полиномиальдық
q ][+]1:1 тәжірибе нәтижелерінде кейбір басқарылмайтын факторларды шығару үшін оларға беріледі
[ a ][+] орта мағына
[ a ] орта статикалықтар мағына
[ a ] орта істен шығу
[ a ] квадратты орта мағынасы
[ a ] барлығы дұрыс
[ q ][+]1:1: Рандомизация деп басқарылмайтын факторлардың қандай ықпалын атайды.
[ a ] тездету
[ a ] кешіктіру.
[ a ][+] орталау
[ a ] максималайды
[ a ] минимизация жасайды
11.1.3.- 11.1.4. Лекция 3-4