Оптимизация по схеме с обратной связь

Так же как и прежде, здесь возможны различные подходы. В данном случае на этапе расчета схемы итеративная процедура может потребоваться по двум причинам для удовлетворения условий (11,16) и вследствие наличия обратных связей. Поэтому выбор того или иного подхода определится в зависимости от того, какую из этих двух причин мы действительно захотим учесть на этапе расчета. При первом подходе ограничения (П,16) учитываются в методе оптимизации, а обратные связи на этапе расчета схемы. Такой подход применяется наиболее часто. На этапе расчета выходные переменные считаются свободными (этот случай был рассмотрен выше). Учет условий (П. 16) в методе оптимизации приведет к появлению ограничений типа равенств. Таким образом, на этапе расчета схемы вследствие наличия обратных связей здесь потребуется итерационная процедура, а в задаче оптимизации появятся ограничения типа равенств. [c.27]

Этап 6 для сложной схемы отнюдь не является тривиальным ввиду наличия в схеме обратных связей по потокам вещества и тепла. Расчет процесса при этом требует разрыва обратных связей с итеративным подбором переменных, отвечающих разорванным связям. Поскольку при оптимизации расчет процесса (определение значения критерия и значений функций, отвечающих ограничениям) приходится производить многократно, то отсюда становится ясно, какое значение приобретают вопросы, связанные с получением экономичных процедур расчета сложной схемы (см. главу V). [c.19]

Таким образом, регулярный алгоритм оптимизации можно представить в трех формах рекуррентной, разностной и суммарной. Блок-схема алгоритма реализуется как дискретная система с обратной связью (см. рис. 2.1) [4]. [c.84]

В общем случае химико-технологическая система может содержать так называемые обратные связи по веществу (рециклы) и теплу, охватывающие один или несколько ее аппаратов. Расчет такой (замкнутой) схемы, необходимый для вычисления критерия оптимизации (и функций ограничений) при заданных значениях варьируемых параметров, приходится выполнять итерационными методами, т. е. проводить неоднократный расчет аппаратов системы для некоторой (сходящейся) последовательности переменных, определенных в разрывах обратных потоков. [c.180]

Некоторыми специфическими особенностями обладают задачи оптимизации схем с обратными тепловыми связями. Рассмотрим класс задач такого типа на примере оптимизации стационарных режимов работы действуюш,их контактных узлов в производстве серной кислоты. [c.182]

Возможная неустойчивость контактного узла связана с наличием обратных связей в системе. Поэтому представляется целесообразным переход от решения задачи оптимизации для замкнутой схемы к решению эквивалентной задачи для соответствующей разомкнутой схемы с вынесением соотношений связи в критерий оптимизации, что позволяет, таким образом, отказаться от учета условий устойчивости в процессе решения задачи оптимизации. Нужно только проверить выполнение условий устойчивости в найденной оптимальной точке. [c.183]

Наличие обратных связей значительно усложняет при прочих равных условиях расчет и оптимизацию химико-технологических схем. Трудности, которые при этом возникают, удобно проследить на схеме с рециклом (см. рис. 42). Рассмотрим вначале вопросы расчета данной схемы. [c.195]

Возможен и другой путь расчета при данном варианте граничных условий, когда обратные связи в схеме учитываются в методе оптимизации. Поясним подробнее этот путь на примере схемы, изображенной на рис. 4. [c.22]

Возможен и третий подход, при котором на этапе расчета учитываются как условия (И,16), так и обратные связи. В данном случае, в методе оптимизации ограничений типа равенств уже не будет, однако этап расчета схемы может сильно усложниться. Покажем это на примере схемы на рис. 7. Пусть ограничения (11,16) налагаются на часть выходных переменных блока 7. Если применяется первый подход, условия (П,16) учитываются в методе оптимизации, [c.28]

Совершенно ясно, что чем больше блоков охвачено обратными связями, тем меньший эффект даст применение зон влияния для вычисления производных разностными методами. В частном случае, когда в схеме все блоки будут охвачены обратными связями, использование зон влияния ничего не даст. Отсюда может представить интерес совместное применение при расчете замкнутых схем подхода, когда учет обратных связей переносится в метод оптимизации, и использования зон влияния. Действительно, перенос учета обратных связей в метод оптимизации делает схему разомкнутой, и тогда применение зон влияния может оказаться выгодным. Покажем это на примере схемы, изображенной на рис. 4. [c.138]

Ранее было отмечено, что контактные узлы сернокислотного производства (см. рис. 23, 24) содержат обратные связи по теплу между реакционной смесью и исходным газом, т. е. представляют собой замкнутые химико-технологические системы. Как показано в работах [85, 86], наличие в схемах контактных узлов обратных тепловых потоков может привести к появлению неустойчивых режимов при определенных значениях параметров. При этом условия баланса по веществу и теплу в разрывах обратных потоков, выполнения которых обычно достигают при проведении итерационного расчета схемы относительно переменных в разрывах , целесообразно перенести на уровень оптимизации, рассматривая их как ограничения типа равенства и считая переменные в разрывах дополнительными варьируемыми переменными [см. задачу 4, выражения (I, 79)—(I, 81)]. Это позволяет в каждой точке расширенного пространства варьируемых переменных, полученной в процессе оптимизации, выполнять расчет лишь разомкнутой схемы, и, таким образом, избежать при выполнении вычислений появления нежелательных нулевых режимов и неоднократной проверки условий неустойчивости. Эти условия достаточно проверить лишь в конечной (оптимальной) точке. Таким образом, прием вынесения ограничений в критерий оптимизации (составную функцию), позволяет перейти к эквивалентной задаче оптимизации для разомкнутой схемы в расширенном пространстве варьируемых переменных. [c.146]

Необходимым элементом большинства методов оптимизации с. х.-т. с. является их расчет, который для схемы с обратными связями — материальными ( рециклы ) или тепловыми — является не простой задачей и требует трудоемкой итерационной процедуры. Поэтому данной проблеме уделялось большое внимание [c.12]

Для замкнутой же схемы был использован прием разрыва обратных связей. Используя эти приемы, можно в каждом конкретном случае найти алгоритм оптимизации для рассматриваемой сложной схемы. Этот вопрос мы здесь освещать не будем. [c.287]

Идея изложенного метода основывается на следующих соображениях. Б сложных схемах со многими обратными связями ( рециклами ) при применении любых методов оптимизации приходится прибегать к трудоемкой итерационной процедуре сведения материальных и тепловых балансов. Однако, если бы все модели блоков были линейные, то для сведения указанных балансов потребовалось бы решать системы линейных уравнений — задача вообще говоря, не требующая итерационной процедуры (если только мы специально не пользуемся итерационным методом решения систем линейных уравнений) и имеющая хорошо разработанные алгоритмы решения Поэтому, в упомянутом докладе была предложена процедура введения новых управляющих переменных, что позволяет делать модели блоков линейными, а нелинейность переносить в критерий оптимизации. [c.291]

Оптимизация каскада экстракторов рассмотрена в работе [133]. Приводятся два типичных варианта оформления каскада последовательное соединение экстракторов с подачей нескольких растворителей для селективной очистки целевого продукта и замкнутая схема с положительной обратной связью, образуемой за счет возврата в экстрактор регенерированного растворителя. Оптимизация выполнялась с использованием детерминированной математической модели, применяемой для оценки чувствительности критерия оптимизации к изменению параметров процесса. [c.167]

Управление объектами газопромысловой технологии большей частью осуществляется по замкнутой схеме с наличием канала обратной связи, при помощи которого управляющий орган получает информацию о состоянии технологических процессов и внешней среды для последующего формирования управляющих воздействий. Обратная связь — один из важнейших факторов управления, используемый в качестве средства оптимизации. При помощи обратной связи обеспечивается нужное соотношение между входными и выходными параметрами и реализуется неразрывное единство заданной степени организованности управляемой системы и протекающих в ней потоков информации. В связи с этим управляющий орган должен обладать правом распоряжаться имеющимися ресурсами и в определенной мере изменять течение контролируемых процессов. Качество управления связано с оптимальным использованием вовлекаемых ресурсов для поддержания оптимальных режимов эксплуатации. [c.27]

В то время как амины и аминокислоты, несущие положительный заряд, более прочно удерживаются при более высоких значениях pH, для отрицательно заряженных сорбатов справедливо обратное. Систематические исследования, проведенные на серии N-бензоил-о, L-аминокислот, позволили глубже понять механизм взаимодействия сорбата с белком. Влияние изменения свойств подвижной фазы на величины к VI а демонстрирует рис. 7.10. Во-первых, удерживание в значительной степени возрастает с усилением гидрофобного характера аминокислоты (Ser > А1а> Phe). Во-вторых, увеличение суммарного отрицательного заряда белка с увеличением pH вызывает уменьшение к для всех шести соединений (вследствие ионного взаимодействия). Далее, влияние концентрации буфера можно объяснить усилением адсорбции вследствие ионных взаимодействий при низкой ионной силе. Небольшое, но вполне заметное возрастание к для наиболее сильно удерживаемых сорбатов при высоких концентрациях буфера вероятнее всего является результатом усиления гидрофобных взаимодействий. Поскольку ионные (кулоновские) и гидрофобные взаимодействия по-разному подвержены влиянию ионной силы, то оба эффекта приводят к возникновению минимума в адсорбции сорбата (к ) в определенной точке. И наконец, совершенно очевидно влияние органического растворителя-модификатора он всегда приводит к понижению удерживания сорбата и тем сильнее, чем более гидрофобен сорбат. Влияние pH и ионной силы на удерживание незаряженных соединений невелико, но выражено вполне отчетливо. Оно связано исключительно с изменениями в связывающем центре ХНФ. Добавление пропанола-1 вызывает уменьшение удерживания по сравнению с наблюдаемым у заряженных сорбатов, что свидетельствует о преимущественном вкладе в удерживание гидрофобных взаимодействий. Это подтверждает также наблюдаемое очень большое влияние на удерживание длины цепи алканола-1. Высшие спирты являются значительно более эффективными конкурентами за связывающий центр, а потому вызывают более быстрое элюирование сорбата. Возможность регулирования удерживания путем изменения подвижной фазы, которую демонстрирует схема 7.6, говорит о том, что эту особенность данных хроматографических систем можно использовать в целях оптимизации разделения. [c.135]

Однако мы не хотим утверждать, что м. д. п. не может использоваться для оптимизации сложных схем. Более того, можно утверждать, что в сочетании с другими методами оптимизации он может оказаться очень эффективным. Остановимся на этом вопросе более подробно. Рассмотрим опять схему, приведенную на рис. 46. Пусть каждый блок этой схемы представляет в свою очередь совокупность многих блоков (объединительных, разъединительных, соединительных), связанных один с другим различными связями, в том числе и обратными. Эти звенья могут описываться как конечными, так и дифференциальными уравнениями. Б данном случае рис. 46 можно представлять как последовательность каких-нибудь цехов или производств, каждое из которых состоит из многих аппаратов. [c.288]

Разрывы обратных связей, необходимые для перехода к эквивалентной задаче оптимизации, обозначены на рис. 16 двойной волнистой чертой. Для схемы одностадийного контактирования необходимо ввести дополнительные варьируемые переменные t т, о Л 2 (т ) (ср. С. 102), характеризующие состояние раз-, рываемых потоков после места разрыва, и соответствующие уравнения связей [c.183]

Основное внимание уделено вопросам вычисления производных выходных величин по варьируемым параметрам и некоторым способам расчета и оптимизации, связанным со спецификой сложных схем. Так, в данной главе рассмотрены особенности расчета и оптимизации систем с обратными связями и метод подоптимизации который иногда позволяет задачу большой размерности свести к ряду задач меньшей размерности. [c.194]

Соотношение между обоими подходами такое же, как и в случае разомкнутых схем, когда ограничения (11,1) могли учитываться либо на этане расчета, либо в методе оптимизации. Действительно, с одной стороны, если обратные связи учитываются в методе оптими- [c.22]

Разорвем обратную связь между блоками д-ым и М -Ь 1)-ым. В результате придем к схеме (рис. 77), которая имеет два выходных блока — д-ый и ТУ-ый. Выходные переменные д-го блока, являющиеся выходными переменными схемы (см. рис. 77) обозначим через (г = 1,.. р). Эта схема отличается от схемы на рис. 26 только тем, что в ней, помимо 7У-го блока, некоторый промежуточный д-ый блок является выходным. Однако поскольку выходные цеременные (г = 1,.. р) не входят в критерий оптимизации, применение м. д. п. к схеме на рис. 77 ничем не будет отличаться от применения м. д. п. к схеме на рис. 26, что уже нами было рассмотрено выше (см. стр. 283). Отсюда, применив процедуру м. д. п., найдем оптимальную величину критерия ( о как функцию переменных и [c.286]

Когда речь идет об оптшшзации действующего производства с помощью системы с обратной связью, иначе говоря, о том, чтобы по результатам анализа качества потоков установить новые задания регуляторам процесса, то, казалось бы, модель не может найти дальнейшее применение ввиду эмпирического характера системы с обратной связью. Впрочем, если бы модель была исчерпывающе полной и точной, не было бы никакой надобности в оптимизации, основанной на обратной связи, — производство сразу начало бы работать в оптимальном режиме. Однако на практике эта идеальная ситуация встречается крайне редко в тех же случаях, когда отклонение от оптамального режима всего на несколько процентов грозит существенными убытками, может оказаться целесообразным комбинированное использование модели для предваряющего управления и оптимизации по схеме с обратной связью. При таком подходе модель укажет оператору наилучпше начальные значения регулируемых переменных, а также рациональные величины одноразовых изменений (шагов) крутого восхождения (метода оптимизации). Модель призвана обеспечить выбор таких шагов, которые представляли бы собой существенные, но не опасные изменения. [c.240]

Применение вычислительной мапшны значительно облегчает поиск оптимальных условий эксплуатации. Оптимизацию можно проводить по схеме с предварением, с обратной связью или при комбинированном подходе. Для регулирования с предварением необходима хорошая модель технологического процесса, связывающая заданные значения регулируемых переменных (расходы потоков, температуры в реакторе, длительности контакта реагентов) с составами потоков сырья и продуктов. Такие схемы применяются в нефтехимическом производстве на установках крекинга модель такого процесса выдает эксплуатационные условия, необходимые для наиболее полного превращения сырья известного состава в ряд продуктов максимальной ценности. Программы управления составляются таким образом, чтобы они принимали информацию о составе поступающего на переработку сырья и о стоимости конечной продукции и выбирали эксплуатационные условия исходя из максимизации прибыли. Описание подобной оптимизации можно найти в книге Бирна и Ван Кутена [117]. [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология