Логические операции 5 - 3

5.1Операция Подбор

Операция Подбор изменяет значение одной переменной технологической схемы (независимая переменная) так, чтобы некоторая зависимая (целевая) переменная схемы приняла заданное значение.

Операция Подбор используется только в стационарном режиме; ХАЙСИС не принимает ее во внимание в динамическом режиме.

Иногда в технологической схеме требуется получить некоторое значение определенного параметра, которое нельзя задать непосредственно. Такие задачи обычно решаются методом подбора. Для того, чтобы сократить время поиска, можно воспользоваться операцией Подбор, которая решает эту задачу автоматически.

Операция Подбор является гибкой. Она позволяет связывать переменные потоков, которые нельзя связать с помощью каких-либо «физических» операций. Ее можно использовать для подбора как одной переменной, так и нескольких.

В качестве независимой переменной нельзя назначить величину, которая рассчитывается системой; это должна быть величина, задаваемая пользователем.

Операция Подбор работает в двух вариантах:

• Подбор независимой переменной так, чтобы зависимая переменная стала равной заданной величине.

• Подбор независимой переменной так, чтобы зависимая переменная оказалась равной переменной того же типа, но принадлежащей другому объекту плюс (возможно) некоторое смещение

Чтобы установить операцию в схему, в меню команды Схема выберите

Добавить операцию, а затем Подбор или нажмите кнопку Подбор в кассе объектов. Кнопка Подбор

5.1.1 Специализированное окно операции

Добавить операцию в расчет можно следующим образом:

1В меню Схема выполните команду Добавить операцию (F12). Откроется окно выбора операции.

2Среди Групп операций выберите Логические.

3Из списка имеющихся операций выберите Adjust (Подбор).

4Нажмите кнопку Добавить. Откроется специализированное окно операции.

ИЛИ

1В меню Схема выполните команду Касса объектов (F4).

2Дважды щелкните по иконке Подбор. Откроется специализированное окно операции.

5 - 4 Логические операции

Для того, чтобы не рассчитывать операцию во время вычислений, поставьте флажок в поле Отключить. ХАЙСИС не будет рассчитывать операцию до тех пор, пока вы не уберете флажок.

Чтобы удалить операцию, нажмите кнопку Удалить. Кроме того можно щелкнуть по изображению операции в графическом экране PFD и нажать клавишу Delete.

5.1.2Закладка Соединения

Первая закладка окна – как и в окнах других логических операций - закладка Соединения. На ней расположены две страницы:

•Соединения

•Примечания

Страница Соединения

На странице расположены три группы:

•Варьируемая переменная

•Целевая переменная

•Значение целевой переменной

Логические операции 5 - 5

Группа Варьируемая/Целевая переменная

Групповые рамки Варьируемая переменная и Целевая переменная очень похожи. В обеих рамках есть поля Объект, Переменная и кнопка Выбор.

•Варьируемая переменная представляет собой независимую переменную, значение которой варьируется до достижения заданного значения целевой переменной.

•Целевая переменная это зависимая переменная, заданное значение которой необходимо получить. Целевым объектом может быть операция, поток или утилита.

•Кнопка Выбор. С помощью этой кнопки можно выбрать переменную в одну, и в другую группу.

Группа Значение целевой переменной

После того, как целевая и варьируемая переменные определены, пользователь должен указать, каким образом будет задано значение целевой переменной. Возможны три варианта:

•Если целевая переменная имеет точное значение, отметьте кнопку

Пользователь и задайте это значение в поле Заданное значение.

•Из другого объекта. Выберите этот вариант расчета, если значение целевой переменной равно значению аналогичной переменной в другом объекте (допустимо смещение от значения на заданную величину). Задайте имя переменной и значение смещения в соответствующих полях.

•Электронная таблица. Выберите эту кнопку, если значение целевой переменной определяется в электронной таблице. Из падающего списка выберите ячейку электронной таблицы, в которой содержится значение целевой переменной. Также можно задать смещение.

Страница Примечания

На странице Примечания можно записать примечания относительно	Подробнее см. Раздел
данного аппарата или всей задачи.	1.3.5 –
	Закладка/страница
	Примечания.

5 - 6 Логические операции

5.1.3Закладка Параметры

Параметры расчета	Описание
Совместное	Одновременно решает несколько операций Подбор. В этом
решение	случае используется только один метод решения, поэтому
	поле Метод становится невидимым.
Метод	Возможны следующие (неодновременные) методы расчета:
	Секущих и Бройдена
Точность	Задается абсолютная точность, т. е. максимальная разность
	между целевой переменной и заданным значением.
Длина шага	Эта величина используется в качестве первоначального
	шага алгоритмом поиска до тех пор, пока не будет найден
	интервал изменения знака невязки.
Максимум/Минимум	Максимальное и минимальное значения интервала поиска
	независимой переменной (задавать не обязательно).
Максимальное	При превышении заданного максимального числа итераций
число итераций	программа останавливает расчеты, если решение оказалось
	не найденным
Диспетчер	Вызывается окно Диспетчер подборов, в котором можно
Подборов	наблюдать и редактировать одновременные подборы.
Optimizer Controlled	Эта возможность требует наличия HYSYS.RTO

Выбор метода

Циклы подбора можно установить независимо или решать совместно. Если решение проводится независимо, можно выбрать либо метод секущих - медленный, но верный, или Бройдена - быстрый, но менее надежный. Если несколько операций подбора решаются совместно, используется алгоритм Бройдена поиска по нескольким переменных. Если имеется единственная операция Подбор, ее тоже можно пометить как решаемую «совместно», однако, в основном этот метод применяется для совместного решения нескольких взаимозависимых операций Подбор.

Расчетный приоритет операции Подбор (его можно увидеть в экране Основные свойства) составляет 3500, в то время как для расчетов потоков и операций вычислительный приоритет составляет 500. Это означает, что расчет операции Подбор будет осуществляться после расчета всех операций и потоков. Если при наличии нескольких операций Подбор нужно каким-то образом упорядочить последовательность их расчета, это можно сделать, задав им различные расчетные приоритеты.

Логические операции 5 - 7

Когда в поле Совместное решение установлен флажок, поле Метод становится невидимым.

Диспетчер одновременных подборов (ДОП)

Диспетчер одновременных подборов позволяет наблюдать и редактировать все одновременные подборы в пределах одного окна. Это дает Вам дополнительные возможности увеличить эффективность расчетов.

При включении режима одновременного расчета все операции Подбор автоматически попадают в ДОП.

Диспетчер одновременных подборов можно вызвать с помощью кнопки

Диспетчер Подборов в окне операции Подбор или выполнив пункт меню

Диспетчер операций Подбор в меню Расчет.

При включении режима одновременного расчета все операции Подбор автоматически попадают в ДОП.

Вокне Диспетчера имеет три закладки:

•Конфигурация

•Параметры

•Монитор

и кнопки Стоп и Пуск.

Закладка Конфигурация

На этой закладке выводится информация об операциях Подбор, которые решаются одновременно. Можно вызвать специализированное окно любой операции Подбор, дважды щелкнув по имени операции. Вы можете также

5 - 8 Логические операции

изменить значение целевой переменной или отключить отдельные операции Подбор.

Логические операции 5 - 9

Закладка Параметры

На закладке Параметры для каждой операции Подбор можно задать точность, шаг, максимальное и минимальное значение. Также выводятся невязка, число итераций и статус. На закладке задаются следующие расчетные параметры:

Параметр	Описание
Метод расчета	Возможен один из следующих вариантов:
Якобиана	• ResetJac – Якобиан полностью пересчитывается на каждом
		шаге итерационного процесса. Требует много времени, но
		является точным.
	• Continuous - Якобиан не пересчитывается на каждом шаге.
		Это самый быстрый метод, но может привести к «уходу»
		Якобиана, поэтому является неточным.
	• Hybrid – смесь двух описанных выше методов.
Вид	Возможен один из следующих вариантов:
сходимости	•	Specified - сходимость Диспетчера достигнута, когда
		достигается сходимость каждой отдельной операции Подбор.
	•	Norm - сходимость Диспетчера достигнута, когда сумма
		квадратов невязок отдельных операций Подбор становится
		меньше заданной величины.
	•	Either - сходимость Диспетчера достигнута, когда выполнен
		один из вышеописанных критериев.
Макс. шаг	Эта величина, умноженная на длину шага, представляет собой
(отн.)	максимально допустимое смещение на каждом шаге алгоритма.
Коэффициент	Эта величина, умноженная на интервал (Max-Min) или умноженная
возмущения	на 100 и на длину шага, если интервал Max-Min не задан,
	представляет собой максимальное смещение на каждом шаге
	расчета Якобиана.
Макс. число	Максимальное число итераций для Диспетчера одновременных
итераций	Подборов.

Закладка Монитор

На этой закладке показывается ход итерационного процесса: варьируемая переменная, целевая переменная и невязка. Эти величины выводятся для одной или нескольких операций Подбор, которые отмечены флажками в левой части закладки.

Здесь выводятся только переменные итерационного процесса. Значения, полученные при расчете Якобиана, выводятся на странице Монитор окна операции Подбор.

Точность

Сходимость полагается достигнутой, когда ошибка зависимой переменной оказывается меньше заданной точности.

Ошибка = Зависимая переменная - заданная величина

(5.1)

Часто при первоначальном поиске рекомендуется задать довольно большое значение точности и решить задачу в первом приближении. Если Вы убедитесь, что метод поиска работает нормально, можно задать более узкие пределы поиска и найти окончательное решение.

Обратите внимание, что значения и допуска, и ошибки являются абсолютными (в тех же единицах, что и зависимые переменная), а не относительными.

5 - 10 Логические операции

Размер шага

Размер шага, который задается пользователем, используется алгоритмом поиска для нахождения интервала изменения независимой переменной, на котором невязка между требуемым и получаемым (рассчитанным)

значением меняет знак. На этом этапе применяется процедура пошагового линейного поиска. После нахождения интервала изменения знака применяется другой метод сходимости. Заданное значение шага должно быть достаточно большим, чтобы позволить алгоритму поиска достаточно быстро попасть в окрестность решения, но он должен не настолько велик, чтобы вывести задачу за пределы разумных значений переменных.

Если задать значение шага положительным, алгоритм поиска вначале увеличит значение независимой переменной на величину шага, если отрицательным - то уменьшит.

Отрицательное значение величины шага приведет к уменьшению значения независимой переменной на первом шаге.

Если на первом шаге невязка увеличивается, алгоритм поиска изменит направление движения.

Перед тем, как запускать операцию Подбор, рекомендуется инициализировать независимую переменную и провести один шаг подбора вручную. Проведите вычисление схемы, запишите значение зависимой переменной, измените значение независимой переменной вручную и повторно пересчитайте схему, убедитесь, что изменение независимой переменной действительно влечет за собой изменение зависимой переменной. Кроме того, такой "эксперимент" позволит оценить необходимое начальное значение шага.

Maximum/Minimum

Эти величины (их задавать необязательно) ограничивают интервал поиска. Если алгоритм поиска выходит за границы этого интервала, он останавливается.

Для того, чтобы операция Подбор начала работать, необходимо, чтобы независимая переменная была бы инициализирована (ей должно быть присвоено некоторое значение).

Максимальное количество итераций

По умолчанию максимальное количество итераций принимается равным 10. Если достигнуть максимальное число итераций, а решение еще не получено, процесс останавливается, и система запрашивает, собираетесь ли Вы продолжить вычисление.