Автоматизация переработки информации при анализе физико-химических систем (на примере анализа процесса активации целлюлозы для ацетилирования)

• Автор: Матикайнен, Леонид Глебович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава I. Постановка задачи исследования

1.1. Автоматизированная система подготовки модуля

физикохимической системы как подсистема системы автоматизированного проектирования химикотехнологической системы .
1.2. Современное состояние топологического принципа моделирования физикохимических систем
1.3. Проблемы математического моделирования процесса активации целлюлозы для ацетилирования
Глава 2. Алгоритмы автоматизированной переработки информации при моделировании химикотехнологических

процессов с использованием диаграмм связей. м

2.1. Структура системы переработки информации

2.2. Алгоритм автоматизированного распределения причинноследственных отношений на диаграмме связи .
2.3. Алгоритм автоматизированного вывода системных
уравнений .
2.4. Организация процесса решения системных уравнений в численном веде.
2.5. Использование системы в о V а для идентифи
кации моделей и поиска оптимального режима функционирования физикохимической системы
2.6. Применение метода диаграмм связей для управления физикохимической системы
Глава 3. Программная реализация алгоритмов преобразования диаграммы связи физикохимической системы в вычислительную схему
3.1. Состав системы.
3.2. Краткое описание подпрограмм системы. 7
3.3. Состав входной и выходной информации системы.
3.4. Цример задания входной информации системы . ЮС
Глава 4. Математическое моделирование процесса активации тп
целлюлозы для ацетилирования 1
4.1. Построение топологической модели процесса тпц
активации целлюлозы для ацетилирования. 1ио
4.2. Построение топологической модели кинетической тпя
части процесса активации .
43. Экспериментальные исследования процесса набухания целлюлозы ИЗ
4.4. Оптимизация процесса активации целлюлозы в уксусной кислоте
Выводы
Литература


Таким методом является топологический принцип моделирования ФХС. ЭВМ функции переработки информации, которую несут в себе диаграммы связи процессов, полностью автоматизируя процессы вывода системных уравнений, их преобразования и решения, построения графиков решения, идентификацию параметров уравнений, построения передаточных функций. Структурная схема автоматизированной системы подготовки модулей на основе топологического принципа описания ФХС приведена на рис. Исходя из структуры ХТС ставится внешняя задача для ФХС: конкретизируются внешние связи ФХС. На основе анализа движущих сил и потоков ФХС создается кодовая диаграмма ФХС /2/, отражающая основные физико-химические эффекты внутри ФХС разных иерархических уровней. На основе кодовой диаграммы ФХС с использованием символов топологического языка моделирования - набора базовых элементов и связей, а также готовых фрагментов диаграмм связей, отражающих типовые модели химической технологии и правил стыковки (принцип декомпозиции) создается диаграмма связи ФХС. На этой диаграмме связи следует распределить причинно-следственные отношения. Рис. ФХС на основе топологического принципа описания ФХС. ФХС - генераторах причинно-следственных отношений. После распределения причинно-следственных есть несколько путей преобразования - синтез блок-схем, системных уравнений и получение передаточных функций. Существует алгоритм синтеза вычислительных блок-схем на АВМ /3/. Этот метод позволяет сравнительно быстро получить неплохое начальное приближение для поиска неизвестных параметров диаграмм связей - довольно частая, задача математического моделирования ФХС. Можно из диаграммы связи получить систему уравнений, описывающую ФХС, ее решение в численном виде, с расчетом передаточных функций. Можно перейти к сигнальным графам /4-6/, от них с использованием алгоритма формулы Мэзона к расчету передаточных функций (для диаграмм связей с линейными элементами) /7/ или непосредственно от диаграммы связи к передаточным функциям /8,9/. Более подробно вопросы преобразования диаграмм связей будут рассмотрены ниже. Как отмечалось выше, для построения модуля ФХС на базе топологического принципа моделирования необходимо из типовых элементов и фрагментов диаграмм связей создать диаграмму связи ФХС и переработать ее в решение в численном виде. В настоящее время топологический принцип моделирования ФХС, основанный на диаграммах связи или, как их еще называют, графах связи ( BOND GRAPHS ) получил широкое распространение. Этот метод основан на разложении диссипативной функции энергозатрат на протекание необратимых процессов на сумму произведений движущая сила на поток. Движущая сила (усилие, Е - переменная) и поток ( Е - переменная) для различных явлений и эффектов приведены в табл. В процессе развития метода произошел отрыв от первоначальной идеи - чтобы произведение Е ¦ Е давало дж/сек (размерность мощности), появились псевдоэнергетические пары элементов, например, Е - концентрация, Е - объемный расход и другие /9/. Наряду со связями и переменными на них ( Е и Г ) в состав диаграмм связей входят элементы. Различными авторами для моделирования реальных объектов введено множество элементов, сведенных в табл. Рассмотрим их с целью выделения из них подмножества, достаточно обширного, чтобы можно было удобно моделировать большинство ФХС и достаточно узкой, чтобы получать решение с достаточной точностью и достаточной достоверностью в большинстве случаев. Одномерные элементы /? С,1, ЗЕ, $Е, ТЕ, вУ,0, 1 относятся к наиболее ранним, они были описаны еще в монографии Кэриона и Розенберга // и указаны в сборнике // как основной набор элементов. Элементы Е, С, I - это диссипаторы или накопители энергии. Г и - это "источники" или "стоки" энергии. Впоследствии $Е и 5 Г - элементам определена роль генераторов причинно-следственных отношений; сейчас к ним добавилась функция отражения внешних связей моделируемой системы, в частности, так их понимает Марголис //. Е к ? У - это преобразователи энергии с сохранением энергии ( ? Г( = Ег - Гг ). Движущие силы ( ? В1Г II.