CC BY
19МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО РЕЖИМА ПРОЦЕССА
СИНТЕЗА АММИАКА Халилов А.Ж.
Халилов Азим Журакулович - старший преподаватель, кафедра высшей математики и информационных технологий, Навоийский государственный горный институт, г. Навои, Республика Узбекистан
Аннотация: на основе алгоритмического модуля расчета материального баланса каталитического реактора синтеза аммиака с неподвижным слоем катализатора реализована компьютерная модель секций синтеза аммиака. Данные модели позволяют решать различные задачи системного анализа, оптимизации и управления. При разработке математической модели использована специализированная информационно-моделирующая программа Aspen Plus, позволяющая производить декомпозиционный расчет замкнутых ХТС с высокой параметричностью потоков и комплексное моделирование сложных объектов химической технологии различных уровней.
Ключевые слова: неопределенность, компьютерная модель, математическая модель, система управления, оптимальное управление.
В практике проектирования систем автоматического и автоматизированного управления технологическими объектами довольно часто возникает ситуация, когда реальные значения отдельных параметров объектов управления неизвестны и отсутствуют какие-либо их статистические описания.
Для решения задач управления объектами с неопределенными параметрами обычно привлекают минимаксные методы, методы стохастического управления, нечеткой логики, инвариантности и адаптивного управления. Использование того или иного подхода зависит от вида неопределенностей и требований, предъявляемых к структуре и качеству систем управления.
Однако к настоящему времени методы описания и построения систем управления технологическими объектами различного функционального назначения в условиях неопределенности не получили должного развития. В недостаточной степени разработаны методы и алгоритмы формализации и синтеза математических моделей объектов управления, оценивания параметров технологических объектов управления, и анализа устойчивости управляемых систем в условиях параметрической неопределенности. Требуют своего развития адаптивно методы и алгоритмы синтеза систем управления технологическими объектами с полными и упрощенными моделями объектов управления [1].
Известно, что неточность модели объекта в реальных условиях обусловлена целым рядом причин, таких, как наличие неучтенных факторов, ошибок измерений, методических погрешностей. Многообразие факторов неопределенности приводит к тому, что построенные модели объекта или системы, являющиеся исходными при постановке задачи управления, не являются детерминированными математическими зависимостями, а включают неопределенные параметры, описанные в той или иной форме.
Для описания факторов неопределенности могут быть использованы различные модели (стохастические, статистические, нечеткие и др.). Выбор той или иной модели определяется тем, какая форма описания факторов неопределенности наиболее адекватна конкретной ситуации.
В работе рассматривается ситуация, когда неопределенность в исследуемом объекте носит статистическую природу, или, по крайней мере, вид распределения неизвестен или изменчив, но распределение носит финитный характер. В этих условиях более общей и более естественной формой описания факторов является их
| 11 | Современные инновации № 3(37) 2020
представление в неопределенной форме, когда задают диапазон возможных значений переменных или зависимостей.
При решении задачи оптимального управления приходится учитывать неопределенности исходной информации, математической модели, созданной с определенными допущениями и базирующейся на усредненных значениях параметров, что зачастую не гарантирует оптимальности полученного решения, влияние внешней среды, возможные отклонения от установленных технологическим регламентом значений определенных параметров, оказывающих влияние на процесс, но не поддающихся измерению. Поэтому разработка систем оптимального управления технологическими процессами при наличии неопределенностей требует разработки новых подходов и методов, формализации задачи оптимального управления в условиях параметрической неопределённости исходной информации и разработки математической модели стационарного режима.
Чем большее количество параметров будет учитывать модель технической системы, тем больше будет чувствительность к параметрической неопределенности, однако это неизбежно приведет к увеличению числа уравнений. Решение большой системы уравнений с учетом их нелинейности осложнит процесс алгоритмизации и получения решения (часто в подобных случаях решение получить невозможно).
При моделировании сложных химико-технических систем (ХТС) используют специализированные информационно-моделирующих программы, такие как Aspen Plus, Aspen HYSYS и др. Эти программные продукты позволяют производить декомпозиционный расчет замкнутых ХТС с высокой параметричностью потоков и комплексное моделирование сложных объектов химической технологии различных уровней.
Таким образом, на основе алгоритмического модуля расчета материального баланса каталитического реактора синтеза аммиака с неподвижным слоем катализатора реализована компьютерная модель секций синтеза аммиака [2]. Научная значимость результатов исследования состоит в разработке конструктивных методов параметрической идентификации и синтеза систем управления технологическими объектами в условиях параметрической неопределенности исходных данных. Практическая значимость результатов работы заключается в разработке математического и алгоритмического обеспечения задач параметрического оценивания и синтеза систем управления широким классом технологических объектов в условиях неопределенности. Разработанные методы и алгоритмы синтеза управляемых объектов могут найти широкое применение при построении функциональной структуры и автоматизации проектирования систем управления технологическими процессами с непрерывным характером производства.
Список литературы
1. Khalilov A.J. Analysis of approaches to solving problems of building models and control systems of technological processes in conditions of uncertainty // "Young Scientist", 2018. № 48. P. 54-57.
2. Мухитдинов Д.П., Халилов А.Ж. Программа моделирования и оптимизации технологическим процессом синтеза аммиака // Государственное патентное ведомство. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ. № DGU 05783, 21.11.2018.
Современные инновации № 3(37) 2020 | 12 |
