Моделирование вычислительных действий

Одной из основных задач химической технологии является создание новых высокозффективных процессов и совершенствование уже действующих. Ее решение возможно только с помощью разработки и использования систем автоматизированного проектирования и оптимизации химико-технологических процессов. Системы автоматизированного проектирования уже внедряются в проектных и научно-исследовательских институтах, в конструкторских бюро. Их развитие обусловлено широким внедрением средств вычислительной техники и прикладного математического обеспечения. В основе таких систем лежит бурно развивающийся метод математического моделирования - изучение свойств объекта на математической модели. [c.4]

Электронные вычислительные машины подразделяются на два основных класса — аналоговые (непрерывного действия) и цифровые (дискретного счета). Машины первого класса представляют собой специально собранные электронные схемы, в которых непрерывное во времени изменение напряжения или силы тока описывается теми же уравнениями, что и решаемая задача. Аналоговые. машины дешевы в эксплуатации и во многих случаях обеспечивают решение с точностью, достаточной для практических целей ( 5%). Аналоговые устройства могут применяться. как для расчета и моделирования стационарных процессов, так и для управления реальными объектами и их регулирования. [c.7]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ [c.36]

Алгоритм, моделирующий изучаемый процесс, может быть записан в виде программы для вычислительной машины. Машина выполняет последовательность операций, предписываемых модели, соответствующим алгоритмом. При этом шаг за шагом вырабатывается информация, характеризующая состояния элементарных явлений и процесса в целом, а также формируются величины, используемые в качестве результатов моделирования. Влияние случайных факторов на течение процесса имитируется при помощи случайных чисел с заданными и получаемыми в ходе моделирования законами распределения. Так же, как и при натурном эксперименте, результаты каждой отдельной реализации процесса на машине отражают суммарный эффект совокупности действия возмущающих факторов с учетом конкретно сложившегося сочетания случайных возмущений. [c.7]

Альтернативной проблемой является разработка программ для моделирования действующих реакторов, либо для оценки активности катализатора и работы в течение пробега, либо для точного определения мест повреждения, например, механического повреждения внутри реактора. В ряде случаев использованы варианты симплексного способа для обработки методом наименьших квадратов часто противоречивых данных, полученных из заводских записей. Та же техника наименьших квадратов используется (исследование Портера и Сноудона) для анализа и обработки лабораторных данных по кинетике новых или улучшенных катализаторов — непрерывное упражнение, которое, в конечном счете, отражается в передовых программах, описанных в предыдущих разделах, и в подобных программах для друг их реакций. Поэтому на всех стадиях, от лаборатории до стандартной обработки требований потребителя, при анализе каталитических проблем все более широко используются возможности цифровой вычислительной машины, а также новой техники, развитой с использованием ее преимуществ. Это составляет, возможно, выдающуюся черту современной технологии. [c.193]

Совместное решение уравнений объекта и регулятора с учетом возмущений, действующих на объект, приводит к созданию замкнутой системы регулирования. Это решение производится методом математического моделирования обычно на аналоговых вычислительных машинах. При моделировании на машинах легко изменяются параметры отдельных элементов исследуемой системы (свойства объекта, настройки регулятора) и выясняется влияние этих изменений на работу системы в целом. [c.35]

ЦВМ особенно часто используются для решения такого типа задач, которые требуют применения методов последовательных приближений. ЦВМ являются средством оптимального проектирования, оптимального управления большими системами и при моделировании больших систем, которые недоступны для анализа и моделирования на аналоговых вычислительных машинах Наконец, ЦВМ применяются при статистическом анализе данных действующих производств, для определения характеристик управления и последующих оптимизационных исследований. Классификационная схема цифровых вычислительных машин представлена на рис. 1-41. [c.102]

Автор совместно с Л. С. Перепелицей и А. Ю. Сафроновым (1980) осуществил моделирование кинетики процессов взаимодей-ствия ниобатов и танталатов с серной кислотой на аналоговой вычислительной машине (АВМ). При моделировании была выбрана система дифференциальных уравнений, применяемая для исследования процессов выщелачивания в реакторе непрерывного действия с идеальным перемешиванием [7], которая учитывает наиболее существенные факторы, влияющие на процесс, а также взаимное воздействие различных параметров. Изменение количества [c.35]

ЭВМ разделяются на два различных класса — аналоговые вычислительные машины (АВМ) и цифровые вычислительные машины (ЦВМ), которые отличаются по принципу действия и некоторым другим признакам, что предопределяет возможности машин каждого класса и особенности подготовки решаемых задач к машинному моделированию [c.21]

После выбора метода решения составляют последовательность вычислительных и логических действий, обеспечивающих решений, т.е. составляется алгоритм решения задачи. Основными требованиями к форме и содержанию записи алгоритма являются его наглядность, компактность и выразительность. В практике математического моделирования наибольшее распространение получили графический способ записи алгоритма (блок-схемы) и запись алгоритма в виде последовательности шагов. [c.19]

Таким образом, этот подход к решению задачи заключается в моделировании действия адсорбционного поля на молекулу путем изменения силовых параметров для естественных координат. В связи с этим такой способ решения предусматривает проведение расчетов для множества видоизмененных матриц потенциальной энергии, что возможно при применении электронно-вычислительных машин. На основании результатов расчета для случая простых молекул можно построить вычисленные зависимости изменения отдельных частот молекулы от произведенного изменения соответствующих силовых параметров. Ход таких кривых указывает на зависимость частот колебаний определенных групп молекулы от окружения и на зависимость этих частот от степени симметрии возмущения, что важно для выяснения характера взаимодействий молекулы с поверхностью адсорбента. [c.46]

В Киевском институте автоматики, начиная с 1959 г., разрабатывается серия вычислительных устройств типа Экран °з. Ю4 Действие их основано на моделировании уравнения распределения нагрузок на основании закона Кирхгофа (см. гл. III). Устройства предназначены для распределения нагрузок в различных энергосистемах. Так, Экран-2 предназначен для распределения нагрузок между теплоэлектростанциями (ТЭС) Киев-энерго, Экран-3 и Экран-4 — для распределения нагрузок в энергетических системах Украины, Урала и Башкирии, Экран-5 — для распределения нагрузок между агрегатами электростанций. На рис. 58 изображена блок-схема Экран-2 . [c.183]

Книга предназначена для инженеров широкого профиля, интересующихся применением новых вычислительных машин для проектирования и анализа работы действующих производств. Она будет полезна также студентам старших курсов и аспирантам химико-технологических институтов как учебное пособие по вопросам проектирования и моделирования химических производств. Предлагаемыми методами моделирования можно пользоваться, не зная детально языка программирования или не имея особого опыта работы с вычислительными машинами. [c.8]

Разработка вычислительных блоков для моделирования аппаратов облегчается, если задается некоторая логическая схема действий. Предлагаемый подход предусматривает следующее [c.166]

Принимая решение о том, стоит ли применять математическое моделирование, инженер, занимающийся проектированием нового процесса или изучением действующего производства, должен взвесить два фактора насколько сложными должны быть отдельные вычислительные блоки, предназначенные для ответа на поставленные вопросы насколько велико число повторяющихся вычислений всего процесса, причем требуется оценить эту величину не только для отдельного варианта, но и для всех исследуемых вариантов. Чем больше число повторяющихся расчетов, тем более необходимо математическое моделирование. Но чем сложнее оказываются отдельные вычислительные блоки, тем меньше возможности моделирования полного процесса. На вопросы, касающиеся отдельного блока, можно ответить с помощью конкретной сложной модели, описывающей этот блок, тогда как для ответа на вопросы о процессе в целом приходится использовать более простые вычислительные блоки. Тем не менее, если производственная установка состоит из аппаратов, требующих сложных расчетов, можно применять строгие модели этих аппаратов для получения упрощенных моделей, которые будут использованы в полной модели установки. [c.299]

В предыдущих главах описана стратегия решения больших, сложных задач с помощью математического моделирования. Эта стратегия была проиллюстрирована на примере моделирования стационарных режимов химических производств. Было показано, как с помощью рационального использования современных вычислительных машин можно добиться усовершенствования действующего производства. В настоящее время математическое моделирование позволяет увеличить рентабельность производства и более глубоко изучить процессы. [c.325]

Наиболее перспективным методом применения аналогии между физически разнообразными процессами является метод математического моделирования, связанный с использованием электронных вычислительных машин. В этом случае соблюдают последовательность 1) составление физической модели процесса на основе представлений физики, других наук, а также экспериментальных данных, об его механизме 2) составление математического описания процесса, отражающего существенные черты и особенности принятой физической модели 3) разработка алгоритма (последовательности действий) и составление программы для ЭВМ 4) сравнение полученных численных решений с экспериментальными данными для коррекции уравнения модели — адекватности математической модели. [c.43]

ЭВМ является средством оптимального проектирования, оптимального управления большими системами и моделирования больших систем, не поддающихся анализу и моделированию на аналоговых вычислительных машинах. Наконец, ЭВМ применяются при статистическом анализе данных, получаемых с действующих производств, целью которого является определение характеристик управления и проведение последующих оптимизационных исследований. [c.135]

Анализ процессов массопередачи позволяет изучить влияние различных условий проведения процесса на характеристики конечных продуктов разделения. Кроме того, он позволяет изучить некоторые внутренние характеристики процесса, такие, как профиль изменения температуры и концентраций по высоте колонны, местоположение контрольной точки с максимальным изменением температуры или других измеряемых параметров при отклонениях в режиме эксплуатации, оптимальное место ввода питания, отбора фракций и т. п. Это в свою очередь позволяет решить задачу управления процессом. Решение указанных задач может быть выполнено на основе методов моделирования. В настоящее время методы вычислительной математики и возможности современной вычислительной техники позволяют широко использовать метод математического моделирования. Этот метод открывает возможности прогнозирования. Результаты прогнозирования могут быть использованы как на стадии проектирования, так и при эксплуатации действующих установок. [c.6]

Наличие вычислительной техники как дискретного, так и непрерывного действия, позволяет учесть на математической модели процесса даже малозначимые факторы при моделировании сложных химико-технологических систем, что чрезвычайно важно, так как еще на стадии проектирования можно достаточно точно проверить как сам технологический процесс, так и систему управления им [c.204]

Особенности работы на аналоговой вычислительной машине. Работа на аналоговой машине, кроме знания технических приемов коммутации задачи на наборном поле машины, требует понимания принципов действия линейных решающих элементов и нелинейных блоков машины, а также четкого представления о взаимодействии всех систем управления, измерения, сигнализации, электропитания. Только при этом условии можно эффективно использовать аналоговые машины при расчетах и моделировании. Например, необходимый запас сведений о работе нелинейного блока одной переменной облегчает его подготовку к работе и обеспечивает высокое качество воспроизведения заданной нелинейной зависимости. [c.7]

Изложены методы моделирования выпарных установок на электронных вычислительных машинах непрерывного действия и результаты экспериментального определения динамических характеристик промышленных выпарных установок. [c.432]

При моделировании трудовых процессов широко применяют нормативы Д60 и Д240 - количественное и качественное считывание показаний прибора. Норматив Д60 включает следующие микроэлементные нормативы посмотреть на прибор, т. е. устремить взгляд, всмотреться (фокусировка), при этом происходит концентрация внимания, глаза приспосабливаются к восприятию объекта понять ситуацию, т. е. опознать цифру, положение стрелки, определить контролируемый параметр (температуру, давление, время и т. дО, принять рещение путем сопоставления полученной и хранящейся в памяти информации о состоянии объекта. Норматив Д60 учитывает время для решения задач, не требующих вычислений. Посмотрев на прибор, исполнитель определяет, повысилась или понизилась температура (давление и т. д.). При необходимости проведения в уме вычислительных действий, например для определения повышения или понижения температуры, применяют норматив Д240. Элементы Д60 и Д240 - трудовые действия умственной работы, имеющие целевое законченное назначение. Это в равной мере относится и к нормативам Г21, Д65. [c.36]

Математическое моделирование [1,2] является мощным нстру-ментом улучшения работы технологических установок. Вычислительные машины использовались для проектирования новых и усовершенствования действующих установок, для сравнения работы разных установок и для выяснения причин ухудшения их работы, для текущей оптимизации и, наконец, для управления процессом. В нефтеперерабатывающей промышленности использовали математическую модель для предсказания результатов работы и управления установкой каталитического крекинга [3]. [c.204]

Системы (7.29) н (7.30) состоят из нелинейных дифференциальных уравнений, не имеющих общего решения. Поэтому интегрирование этих систем может быть выполнено численными методами на ЭВМ (либо моделированием на аналоговых вычислительных машинах). Для их интегрирования необходимо задать начальные условия. В начале открытия клапана (угол Фоткр) перемещение и скорость тарелки равны нулю. Равно нулю также ускорение тарелки, так как ее движение начинается в момент, когда равнодействующая всех действующих на нее сил равна нулю. Тогда начальные условия для систем (7.29) и (7.30) Ф = Фоткр X = 0 (1х/<И = 0 Хо = г Хо/5. [c.209]

Значительным шагом вперед явилось создание методов непрямой аналогии. К ним относятся структурные, цифровые и кибернетические модели. Структурные модели состоят из блоков, выполняющих отдельные мачематические действия и соединенных между собой в соответствии со структурой уравнений, которые они решают. Такие уетройетва называют анало[овыми вычислительными машинами (АВМ) общего назначения они позволяют решат1з множество различных задач. При цифровом моделировании все вычисления сведены к последовательности элементарных логических операций с числами, которые по определенному алгоритму — про- [c.323]

Нестационарность периодических процессов с большим интервалом варьирования режимных параметров и наличие дискретных процессов в системах периодического действия вызывает необходимость разработки и создания адекватных информационно-унравляющих подсистем, в функции которых наряду с информационным контролем и автоматическим регулированием нестационарных режимных параметров входят также логическое управление дискретными исполнительными механизмами для обеспечения заданных режимов смены функциональных состояний технологических аппаратов, их адекватной коммутации, а также смены состояний вычислительного процесса алгоритмов управления. Для этих целей применяются специальные формальные средства моделирования дискретных процессов (сетевые модели, аксиоматика логики предикатов и т.п.) и организуются программно-настраиваемые гибкие процедуры управления [18,19]. [c.144]

На цифровых вычислительных машинах (ЦВМ) в принципе возможно решать любые типы задач моделирования каталитических процессов. Являясь дискретной машиной, ЦВМ позволяет выполнять все расчеты о очень большой точностью и обладает очень большишлогическими возможностями. Универсальность, большая точность вычислений и широкие логические возможности - основное достоинство ЦВМ. Но являясь машиной последовательного действия, ЦВМ неудобна для использования ее в качестве математической модели процесса программирование на ЦВМ гораздо сложнее, результаты решения представляются в ненаглядной форме в виде колонок цифр, гораздо сложнее управление, невозможно менять коэффициенты в процессе решения, скорость вычислений в несколько раз меньше, чем ва АВМ. Например, решение задачи по дегидрированию бутилена в дивинил занимает на АВМ - 2 часа машинного времени, и на ЦВМ -более 6-ти часов 9. Особенно чувствуются эти недостатки ЦВМ по затратам [c.500]

Смелее открывайте эту солидную книгу с длинноватым, деловито сухим названием вас ждет интересное, даже увлекательное чтение. Авторы, видные ученые и руководители научно-исследовательской работы в крупнейшей химической фирме Англии Имнириал кемикл индастриз (Ай-Си-Ай), пишут с легкостью, живостью и увлеченностью, порождаемыми глубоким знанием предмета и любовью к своему делу. Вместе с ними читатель прослеживает весь путь, который проделывает научно-исследовательская мысль в ходе открытия и разработки нового химического продукта или нового технологического процесса, начиная с поиска плодотворной идеи и кончая ее претворением в действующее промышленное производство. Совершая это путешествие по последовательным этапам осуществления исследовательского проекта, читатель знакомится со спецификой научной работы в химической промышленности, с различными ее стадиями и аспектами поисковыми исследованиями, отборочными испытаниями, разработкой технологических процессов, экспериментированием на опытно-промышленных установках, решением научных проблем пуска производства и управления им. При этом авторы знакомят его не только с традиционной методикой исследований, но прежде всего с применением таких новых методов, как сетевое планирование, математическое моделирование, широкое использование электронно-вычислительной техники. [c.11]

В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности на базе ЭВМ действуют 16 автоматизированных систем управления технологическими процессами и производствами, создан головной вычислительный центр. Разрабатывается отраслевая автоматизированная система управления ОАСУ-Нефтехимпром и отраслевая автоматизированная подсистема научно-технической информации как составная часть первой. Проводится работа по моделированию [c.291]

Моделирование действующего процесса полимеризации проводится для улучшения его эксплуатационных характеристик и повышения экономической эффективности, особенно за счет организации поиска оптимальных режимов и их реализации путем управления с использованием ЭВМ. При разработке и внедрении соответствующих систем целесообразно выделить несколько этапов а — имитационное моделирование б — построение вычислительных систем реального времени, работающих в режиме советчик в — построение систем реального времени, работающих в замкнутом контуре управления. Не затрагивая специфику разработки систем реального времени, относящейся к проблеме построения автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУТП), ограничимся рассмотрением задач имитационного моделирования. [c.171]

В последнее время метод аппаратурного моделирования получает все большее распространение. К солсалению, он требует больших затрат средств, связанных с разработкой, изготовлением, монтажом моделирующего аппарата или использованием значительного количества дорогого рабочего времени вычислительных машин непрерывного действия. К тому же при упрощении математической модели метод аппаратурного моделирования дает недостаточно точные результаты оценки состояния реальной системы. [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология