Метод структурных схем

При решении задач оптимизации химико-технологических процессов очень часто ограничения на управляющие переменные являются линейными. Часто они имеют характер простых ограничений на максимальные и минимальные значения соответствующих управляющих переменных (1,9). В схемах, как правило, имеются делители потоков, на коэффициенты деления которых налагаются линейные ограничения вида (1,7). Особенно много таких ограничений будет в задачах синтеза при применении метода структурных параметров (см. гл. VI). Конечно, для решения задачи оптимизации с линейными ограничениями, можно использовать общие методы, разработанные для случая произвольных ограничений. Однако этот случай можно рассматривать отдельно по двум причинам. Первая из них состоит в том, что в задачах, где имеются только линейные ограничения, удается построить более эффективные алгоритмы, используя линейный характер ограничений. Вторая причина состоит в следующем. Математические модели отдельных аппаратов часто могут работать только в некоторой допустимой области. Скажем, если во время оптимизационной процедуры концентраций какой-либо компоненты на входе реактора примет [c.149]

Однако метод структурных блок-схем имеет и недостатки, с которыми приходится сталкиваться при использовании его для решения задач анализа и синтеза ХТС. Рассмотрим некоторые из них [c.155]

В общем случае эти методы применяются совместно, дополняя друг друга. В то же время в зависимости от задачи анализа надежности и располагаемого объема априорной информации каждый метод может иметь превалирующее значение. Так, например, если требуется определить надежность по отношению к постепенным отказам, то применяется метод несущая способность — нагрузка. Метод структурных схем применяется для анализа надежности по отношению к внезапным отказам гидропривода. [c.71]

МЕТОД СТРУКТУРНЫХ СХЕМ [c.99]

При исследовании динамики тепловых процессов, аналогичных рассмотренным, иногда может оказаться весьма эффективным метод структурных схем. Так, структурная схема теплообменника, обладающего тепловой емкостью (схема е), может быть интерпретирована следующим образом. [c.202]

Операторный метод. Структурную схему (рис. П-13) составляем по уравнению, полученному из (П,25) умножением его на оператор р [c.55]

В случае отсутствия интересующей нас информации в справочной и научной литературе, её получают экспериментально-аналитическим методом. Экспериментальное определение коэффициентов и других параметров уравнения является трудоемкой и кропотливой работой. Реальная возможность определения численных значений тех или иных параметров всегда должна учитываться при составлении структурной схемы объекта и принятии системы допущений. [c.14]

Рассмотренный аналитический метод позволяет определять статическую зависимость объекта более сложных структурных схем. [c.17]

Рассматриваемый метод разработки оптимальных структурных схем химических и нефтеперерабатывающих производств с применением дискретного или целочисленного линейного программирования относится к методам, использующим интегрально-гипотетический принцип синтеза ХТС. [c.203]

В настоящее время находят все более широкое применение направленные графы ( [-графы или орграфы) в задачах анализа и синтеза САУ [25, 26]. Однако этот эффективный метод обладает некоторыми ограничениями 1) возможности его ограничены синтезом линейных САУ 2) существуют известные трудности в непосредственном построении сигнальных /(С-графов для этого необходимо иметь либо уравнения математического описания САУ, либо пытаться строить ЛГ-граф по принципиальным или структурным схемам САУ, что обычно затруднительно и требует определенных навыков 3) процедура синтеза недостаточно формализована и не позволяет осуществить задачу синтеза САУ автоматизировано. [c.265]

Известно, что расчет критерия оптимизации сводится к расчету статического режима схемы [12, с. 131. Повышение эффективности алгоритмов расчета статических режимов схем достигается применением эффективных методов решения систем нелинейных уравнений, а также использованием методов структурного анализа. Эти вопросы были подробно изложены в монографиях [И, 12]. [c.29]

Применение его в задаче синтеза будет выглядеть следующим образом. Положим Q = G . Задача 1 при Q = > соответствует первоначальной задаче синтеза (см. (VII,5)], а задача 2 нри Q = = G отвечает задаче оптимизации глобальной схемы, используемой в рассмотренном выше методе структурных переменных. [c.251]

ОД структурным анализом будем понимать получение некоторых свойств математической модели схемы исходя только из ее структуры, т. е. исходя лишь из уравнений связи [3, с. 23]. Используя методы структурного анализа, часто удается понизить размерность решаемых задач путем сведения одной задачи большой размерности к ряду взаимосвязанных задач меньшей размерности (если это, конечно, возможно). Структурный анализ вначале возник как средство повышения эффективности алгоритмов расчета с. х.-т. с. Однако методы структурного анализа, как видно из содержания последуюш их глав, имеют значение и для других разделов теории моделирования сложных схем — устойчивости, оптимизации и др. [c.44]

В этой главе методы структурного анализа рассмотрены применительно к задаче расчета статических режимов с. х.-т. с. (см. стр. 30). Какие же задачи структурного анализа возникают при расчете схем [c.44]

Рис. 4. Структурная схема методов безусловной минимизации.

При выборе и расчете вариантов структурных схем были привлечены методы формального синтеза автономных многосвязных САР [39] и методы декомпозиции линейных многосвязных САР, использующие идеи разделения движения в системе и основанные на факте существования в объекте регулирования динамических каналов, значительно различающихся по инерционности [36, 40]. [c.62]

Последовательный подход. Вначале рассмотрим эту проблему применительно к последовательному подходу. Здесь уменьшение размерности задачи расчета ХТС достигается методами структурного анализа [47]. При этом решаются следующие задачи 1) в схеме выделяются комплексы — совокупности блоков охваченных обратными связями [3, с. 33] 2) определение внутри каждого комплекса оптимальной с точки зрения какого-либо критерия совокупности итерируемых переменных (II, 5). Обычно совокупность итерируемых переменных (II, 5) выбирается из условия, чтобы их суммарная размерность была минимальной. Положительные и отрицательные стороны такого выбора переменных (II, 5) обсуждаются в работе [3, с. 85]. Отметим здесь, что применительно к квазиньютоновским методам это более или менее оправдано, поскольку, как мы уже отмечали, можно считать при применении этих методов, что число итераций растет пропорционально размерности системы нелинейных уравнений. Уменьшаются требования и к размеру памяти, поскольку приходится хранить одну или две матрицы размерности fix/г. При использовании ориентированного на уравнения подхода так же, как и в предыдущем случае определяются комплексы, а внутри комплексов — оптимальные совокупности разрываемых потоков [48 17 18, с. 258]. [c.61]

Рис. 4.18. Структурная схема фрейма Расчет-ректификационной колонны методом трехдиагональной матрицы

Задача оптимизации глобальной схемы будет иметь вид (VI, 27). Поскольку в этом случае все переменные являются непрерывными, для решения могут быть использованы хорошо разработанные численные методы нелинейного программирования (см. гл. III, IV). Ясно, что в результате решения могут быть получены нецелочисленные значения а , принимающие любые значения в интервале (VI, 26). Если условия задачи допускают любые значения структурных параметров в интервале (VI, 26), то полученный результат будет решением первоначальной задачи (VI, 5). При этом, если какие-либо структурные параметры при k = k ,. . kj/, s = 1, примут нецелые значения, то на /-том выходе -го блока необходимо поставить делитель потока, а на входных потоках блоков. . ., кр смесители. В дальнейшем этот метод будем называть методом структурных параметров (МСП). Рассмотренный подход выглядит очень заманчивым, поскольку позволяет сводить многомерную комбинаторную задачу к задаче нелинейного программирования. Особенности этой задачи состоят в следующем [c.204]

В данной главе будет рассмотрен простой метод описания ковалентных связей с использованием структурных схем Льюиса. Мы занищем льюисовы структуры для известных молекул и ионов и дадим им объяснение, пользуясь представлениями об обобществлении электронных пар и построении замкнутых валентных оболочек такого типа, как у атомов благородных газов. Затем мы объясним степени окисления атомов в соединениях на основе соображений о неравномерности обобществления электронных пар атомами, обладающими разной электроотрицательностью, после чего перейдем к установлению взаимосвязи между кислотностью некоторых молекул и электронным строением их центрального атома. В последней части главы будет показано, как для предсказания формы молекул используется метод отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП). [c.465]

Сравним теперь 1-й и 2-й подходы с методом структурных параметров. Будем считать, что Л/ = М и что число стадий т в глобальной схеме ТС, используемой в методе структурных параметров и во 2-м подходе, равно числу п элементарных потоков, на которые разбивают исходные потоки в 1-м подходе. Тогда при использовании метода структурных параметров задача синтеза ТС сведется к задаче нелинейного программирования с числом переменных 7 = = ЗпЫ -Ь ЗЫ. При использовании 1-го подхода на каждой итерации потребуется решить задач оптимизации размерности 4 и одну задачу оптимизации размерности 4/гЛ . При использовании [c.224]

Импедансный метод основан на изменении режима колебаний преобразователя под влиянием изменения механического импеданса 5н ОК в зоне контакта с преобразователем. Структурная схема импедансного дефектоскопа показана на рис. 3.25. Преобразователь представляет собой стержень 5, на торцах которого размещены возбуждающий колебания 2 и измерительный 6 пьезоэлементы. Между ОК 11 и пьезоэлементом 6 находится контактный наконечник 9 со сферической поверхностью. Пьезоэлемент 2 соединен с генератором 4 синусоидального электрического напряжения, пьезоэлемент 6 — с усилителем 10. Масса 3 повышает мощность излучения в стержень 5. Генератор и усилитель соединены с блоком 7 обработки сигнала с индикатором 8 на выходе. Блок 7 управляет сигнальной лампочкой 1 и самописцем (на рисунке не показан), регистрирующим дефекты при использовании прибора в системах механизированного контроля. [c.226]

В последнее время этот метод получил приборное оснащение и его применяют для контроля абразивного инструмента, твердосплавных резцов, деталей подшипников и других технических объектов [9]. На рис. 2.39 показана структурная схема прибора для контроля абразивных кругов. Колебания ОК 2 возбуждают ударом молотка /, регистрируют микрофоном 5, усиливают блоком 4 и подают на систему обработки информации 5, задача которой — измерение основной частоты / свободных колебаний. Для этого, например, выполняют измерение времени /, соответствующее определенному числу N периодов колебаний. По нему определяют период Т = 1/М и частоту /= /Т. [c.163]

Интегральный метод свободных колебаний широко используют для испытания образцов, вырезанных из материала изделия. На рис. 2.40 показана структурная схема прибора для этой цели. В образце 4 с помощью излучающего 3 и приемного 5 преобразователей возбуждают и регистрируют продольные или крутильные колебания. Преобразователи типа ЭМА дают возможность осуще- [c.163]

Рис. 2.40. Структурная схема прибора для испытания образцов методом колебаний

Рис. 2.47. Структурная схема аппаратуры для контроля акусто-эмиссионным методом

Для реализации метода применительно к контролю композиционных материалов используют прибор типа АД-60С (рис. 3.27). Структурная схема его приведена в [9], с 303. Колебания в ОК возбуждают ударным вибратором. Акустические сигналы прини- [c.231]

ГЛАВА И МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СХЕМ И ОБОБЩЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТРУКТУРНОЙ ХИМИИ Р-ЭЛЕМЕНТОВ [c.15]

Рассмотрим, например, метод составления структурной схемы решения системы из трех дифференциальных уравнений [c.160]

Определение коэффициентов и других параметров уравнений очень часто является исключительно трудоемкой и кропотливой работой. Реальная возможность определения численных значений тех или иных параметров всегда должна учитываться при состав-, лении структурной схемы объекта и принятии системы допущений. Погрешность определения параметров существенно влияет на точность и адекватность математического описания. Вследствие этого иногда оказывается удобнее и проще для существующего объекта находить неизвестные параметры математического описания отдельных звеньев или всего объекта экспериментально-аналитическим методом, рассматриваемым в гл. IX—XI. [c.40]

Рассмотренные методы построения статических характеристик позволяют проводить расчеты и более сложных структурных схем, при расчленении их на цепочки с последовательно или параллельно включенными элементами или на контуры с обратными связями. [c.43]

Для количественной оценки надежности приводов широкое распространение получили два метода несущая способность — нагрузка, или метод непревышений, и метод структурных схем. [c.71]

Деление системы на элементы и влияние отказов элементов на надежность системы отображаются структурными схемами надежности (ССН). Метод структурных схем применяется для расчета надежности как вероятности внезапных отказов при условии, что все элементы системы являются одноотказными (т. е. в элементах невозможны разные отказы одновременно) и отказы элементов независимы. [c.99]

Структурные схемы подобного типа значительно облегчают принятие правильных решений для наут1н0 обоснованного построения неформальной, основанной на физической сугцности математической модели гетерогенно-каталитического процесса. Здесь уместно отметить, что существуют многие другие более простые в исполнении пути построения математических описаний каталитического процесса. К ним относятся, например, многочисленные модификации формального подхода с позиций черного ящика [1], всевозможные полуэмпирические методы, основанные на относительно неглубоком проникновении в физическую сущность объектов моделирования и др. В последнем случае опыт исследователя может оказаться достаточным для того, чтобы построенная полуэмпирическая модель отражала физическую сущность процесса, однако недостаточно глубокие знания могут привести к ошибочным результатам. Примером могут служить работы, где нестационарные процессы в неподвижном слое катализатора описываются весьма примитивно различными модификациями ячеечной модели [5—7]. [c.224]

Началом процедуры является построение самых общих структурных схем или диаграмм процесса, аналогичных рассмотренным выше, которые затем детализируются. При этом переход от диаграмм к математическим моделям осуществляется не в лингвисти-чески-смысловой форме, как это делается, например, в [4], а автоматизированно. Программный комплекс BOND метода включает 17 основных программ на языке Фортран и позволяет воспринимать информацию в виде диаграмм процессов перерабатывать эту информацию сообщать пользователю, какой вид системы уравнений соответствует введенной диаграммной информации и, если этот вид удовлетворяет пользователю, то ЭВМ идентифицирует параметры модели находит решение уравнений математической модели и построит графики изменения требуемых переменных состояния процесса [10J. Пользователь оценивает полученную количественную информацию с физико-химической точки зрения, и если она его не удовлетворяет, то он вносит коррекцию в рисунок процесса в виде диаграммы, которая изображается на экране дисплея. Так в результате диалога пользователя с ЭВМ итеративно рождается правильный диаграммный образ физико-химического процесса и параллельно с ним в ЭВМ автоматически формируется система уравнений, представляющая адекватную математическую модель процесса в рамках представлений данного пользователя til, 12]. [c.226]

Покажем применение методов дискретного лрограммирования для разработки оптимальной структурной схемы НПЗ, который обеспечивает производство бензина с максимальным октановым числом при заданном ассортименте целевых продуктов и заданном соотношении бензина и дизельного топлива. [c.209]

Методы структурной оптимизации. Они предполагают на первом этапе определение способов реализации химического производства (выбор альтернативных способов ведения процесс на отдельных стадиях) и создание на их основе некоторой интегрально-гипотетической технологической схемы, включающей все возможные варианты распределения материальных и энергетических ресурсов. Оптимизация ведется по специально определенным структурным параметрам распределения потоков, значения которых обычно задаются в диапазоне от О до 1 и характеризуют разделение или разветвление некоторого выходного потока. Конечные значения параметров и определяют технологическую схему. Нулевые значения отдельных из них свидетельствуют об отсутствии соответствующей связи аппаратов. С математической точки зрения задача синтеза представляет собой решение систем нелинейных уравнений, соответствующих описанию отдельных элементов (подсистем), и уравнений, отражающих структурные взаимосвязи между этими элементами (подсистемами). Основными методами решения являются методы нелинейного программирования. В виду высокой размерности системы уравнений поиск оптимального решения (технологической схемы) представляет определенные трудности вследствие многоэкстремальности и нелинейности задачи. [c.438]

Перечисленные ограничения и недостатки метода структурных блок-схем показывают, что для анализа самых разнообразных проблем ХТС желательно иметь такую иконографическую модель системы, которая характеризует ее более детально, чем структурная блок-схема, с выявлением тонкой внутренней структуры системы или одного из ее элементов и вместе с тем сохраняет наглядное представление о прохождении сигналов через систему и отображает причинно-следственные связи между сигналами. Такой иконографической моделью являются сигнальные графы, наглядно отображающие причннно-следственные связи между сигналами ХТС. [c.155]

В этой главе было рассмотрено несколько характерных схем построения математических моделей ФХС на основе общих уравнений механики сплопшой среды. Здесь основу стратегии формирования функционального оператора ФХС составляют методы структурного упрощения уравнений гидро- и аэромеханики, учитываю-пщх физико-химические явления в системе. [c.195]

При решении задач оптимизации химико-техпологических процессов очень часто ограничения на управляющие переменные являются линейными. Так, ограничения (1,2) зачастую представляют собой простые ограничения на максимальные и минимальные значения соответствующих управляющих переменных (П,1). В схемах, как правило, имеются делители потоков , на управляющие переменные которых налагаются линейные ограничения вида (11,2). Особенно много таких ограничений в задачах синтеза (с. 18) при использовании метода структурных параметров. Конечно, для решения оптимальных задач с линейными ограничениями возможно применение общих методов, разработанных для произвольных ограничений. Однако целесообразно анализировать этот случай отдельно, поскольку, используя линейный характер ограничений, удается построить более эффективные алгоритмы. [c.190]

В книге рассмотрены основные проблемы теории моделирования сложных химико-технологических схем — задачи расчета статических режимов этих схем методы структурного анализа, позволяюнще понижать размерность решаемых задач методы оптимизации как декомпозиционные, так и методы, при применении которых к схеме подходят как к единому целому (прямые п непрямые методы оптимизации) вопросы исследования устойчивости статических режимов схем и автоматизации программирования. [c.4]

Однако преимущество 1-го и 2-го подходов состоит не только в уменьшении размерности экстремальных задач, но и связано с проблемой многоэкстремальности. Метод структурных параметров приводит обычно к многоэкстремальной задаче [122], что связано, по-видимому, с тем, что в глобальную схему включены все возможные варианты схем ТС. Выбор той или иной структуры определяется решением задачи нелинейного программирования. В то же время при 1-м и 2-м подходах основная тяжесть выбора структуры ложится на решение задачи о назначениях, а с помощью метода нелинейного программирования приходится решать задачу оптимизации ТС, фиксированной структуры. Конечно, полностью избавиться от многоэкстремальности не удается, поскольку даже задача оптимизации ТС фиксированной структуры часто оказывается многоэкстремальной. [c.224]

Модуляционный метод обычно используют в дефектоскопии для оценки пространственного распределения свойств объекта. Если ВТП и объект взаимно перемещаются, то изменения свойств объекта, распределенные в пространстве, преобразуются в изменения сигнала во времени. Полученный от ВТП сигнал усиливается и детектируется, а затем анализируется огибающая высокочастотных колебаний. Структурная схема вьщеления информации модуляционным методом отличается от схем, приведенных на рисунках 3.4.9 и 3.4.10, только наличием усилителя огибающей, фильтров и блока распознавания сигналов, последовательно включенных межпу детектором и индикатором. [c.172]

Аппаратура для контроля теневым методом проще по устройству, чем эходефектоскоп, однако она может существенно усложняться в связи с использованием большого числа параллельно работающих каналов. На рис. 2.34 показана структурная схема одного канала импульсного теневого дефектоскопа. Контролируемое изделие — 4, синхронизатор 1, генератор импульсов 2, излучатель [c.156]

На страницах этой книги, рекомендованной кафедрой Общей химии Уфимского нефтяного института в качестве учебного пособия для студентов нехимических специальностей по теме Химическая связь и строение молекул , рассказывается о том, как наука подошла к современным представлениям о химической связи, основанным на принципах квантововолновой теории. В ней значительное внимание уделено методу валентных схем и обобщению на основе этой теории известных закономерностей структурной химии Р-элементов. Метод молекулярных орбиталей использован для объяснения характера химической связи в металлах. Брошюра может оказаться полезной также преподавателям химии средних школ и техникумов, аспирантам и научным работникам. [c.2]