UNSORTED / Моделирование ХТС - 2002 / lectures_makarov_doc / МАКАРОВ КУРС ЛЕКЦИЙ, ЧАСТЬ1,2 / часть 1 / MAKARO~1

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева

Издательский центр

Математическое моделирование химико-технологических систем

Часть 1. Методологические и теоретические основы

Под редакцией Л.С.Гордеева

Утверждено редакционным советом университета

в качестве учебного пособия

Москва 1998

УДК 66.011.001.57 075

ББК 22.18:35 я73

М 34

Математическое моделирование химико-технологических систем. Ч.1. Методологические и теоретические основы / Л.С.Гордеев, Е.С.Кадосова, В.В.Макаров, Ю.В.Сбоева; РХТУ им.Д.И.Менделеева. М., 1998: 48 с.

Учебное пособие представляет собой текст лекций по специальной дисциплине “Принципы математического моделирования химико-технологических систем” для студентов специальностей 251800 “Основные процессы химических производств и химическая кибернетика” и 071900 “Информационные системы (в химии и химической технологии)”. Объем курса 54 часа (36 лекционных и 18 практических занятий). Текст лекций состоит из трех разделов, которым соответствуют три части учебного пособия.

В части 1 излагаются основные методологические и теоретические принципы и общая схема моделирования химико-технологических систем, базирующиеся на концепции общей теории систем. Приведены начальные сведения об автоматизированных моделирующих системах и их применении при исследовании сложных химико-технологических систем.

Табл. 1. Ил. 5. Библиогр. 4 назв.

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. А.М.Бессарабов (ИРЕА);

д-р техн. наук, проф. Ю.А.Комиссаров (РХТУ им.Д.И.Менделеева)

ISBN 5-7234-0114-2 © Российский химико-технологический

университет им.Д.И.Менделеева, 1998

Содержание

Введение................................................................................................... 4

1. Химико-технологические системы как объекты моделирования.... 6

1.1. Общесистемные свойства................................................................ 6

1.2. Классификация систем.................................................................... 10

1.3. Методологические отличия систем.............................................. 18

3. Теоретические основы моделирования............................................... 21

2.1. Принцип моделируемости............................................................. 21

2.2. Цели моделирования...................................................................... 24

2.3. Индуктивный и системный подходы к моделированию........... 30

2.4. Классификация моделей................................................................ 33

4. Общая схема моделирования............................................................... 36

3.1. Разработка концептуальной модели............................................ 36

3.2. Формализация................................................................................. 38

3.3. Модельный эксперимент................................................................ 39

3.4. Оценивание адекватности и корректирование моделей............ 40

5. Обобщенная модель химико-технологической системы.................. 41

6. Автоматизация моделирования. Системы моделирования............ 46

Литература.............................................................................................. 48

Введение

Многие практические задачи, связанные с разработкой и созданием новых и эксплуатацией действующих химических производств, могут быть успешно решены при наличии соответствующих методов исследования. Так как химические производства представляют собой сложные объекты, то возможно только опосредованное исследование их поведения методом моделирования.

Основной подсистемой любого химического производства является технологическая система, так как именно она ответственна за получение продуктов, то есть определяет цель функционирования производства. Поэтому понятна роль моделирования технологических систем как основного и практически единственного метода их исследования.

Модели химико-технологических систем, в свою очередь, есть сложные формальные системы, реализация которых (так называемый модельный эксперимент) ориентировано на вычислительную технику.

Настоящее учебное пособие имеет целью изложить методологические принципы и практические приемы формирования моделей химико-технологических систем, реализации модельного эксперимента и интерпретации результатов моделирования. Учебное пособие состоит из трех логически связанных разделов.

В части 1 изложены методы применения общесистемных концепций при моделировании химико-технологических систем, общая схема и этапы моделирования, структура и состав автоматизированных моделирующих систем. Основным признаком, определяющим структуру и поведение технологических систем, является временной режим работы технологического оборудования. В соответствии с этим признаком авторы считают целесообразным выделить два их агрегированных класса, определенных как системы непрерывного и периодического действия, моделированию которых посвящены соответственно части 2 и 3 учебного пособия.

Во части 2 излагаются методы моделирования статики и динамики систем непрерывного действия, а в части 3 — моделирования технологических и организационных процессов в системах периодического действия. Ввиду существенных различий в структуре и поведении упомянутых классов технологических систем для их моделирования применяется различный формальный аппарат, что обусловило выделение применяемых методов в самостоятельные разделы курса.

Авторы благодарят рецензентов доктора технических наук, профессора А.М.Бессарабова и доктора технических наук, профессора Ю.А.Комиссарова, чей тщательный анализ рукописи в значительной мере способствовал ее улучшению.

Все замечания, касающиеся как содержания, так и формы изложения материала, авторы примут с благодарностью.