北京化工大学 自动化系 《系统建模与仿真》课程论文
《系统建模与仿真》课程论文
一、文件综述
方法和小步合成方法，对于传递函数的数字仿真，
《费景高：计算机仿真建模方法-01》一文中 还给出了双线性变换方法。应用这些方法可以建
对计算机仿真建模的原始思想进行了初步阐述。 立线性系统的速度快精度高的数字仿真模型。
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80 7.32 6.74 6.27
100 6
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90 7.37 6.78 6.3
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0பைடு நூலகம்
110 7.46 6.86 6.35
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130 7.55 6.93 6.4
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测试》校核、验证和测试是建立有效的数字仿真 过程两类。2、 排除一切物料传递过程影响的化
模型的重要活动，它贯穿于仿真的全过程，对于 学反应本身固有的速率和规律称为微观反应速
保证仿真结果的可信性具有重要的作用。本文对 率（或本征反应速率）和微观动力学（或本征动
此作了简单的介绍，并且给出一些具体的实施步 力学）。3、化学反应的一般形式为 ri fc (C) fT (T )
骤。仿真模型的校正包括静态检查、动态调试、 4、化学反应的速率特征可以概括地表示为反应
人工校对。模型的验证包括离散化算法的验证、 速率的浓度效应和温度效应。5、气固相催化反应
物理验证、典型例子的测试、模型特性的测试。 过程通常由吸附、反应和脱附过程串连组成。
《费景高 2000-02：数学仿真模型误差估计和
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化学组分多得不可胜数以致无法确切得知。作为
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系，而且石油或石油产品的宏观性质可以通过其
多元系的一种极限情况，石油或石油产品可实用 构成馏分的数量和性质进行预测。
地等效为由一定数目石油馏分(distillate fraction)
前人曾就石油馏分的物性关联和预测做了
15.56ºC/15.56ºC。
特性因数可大致表示石油的烃类组成特征。
烷烃的 Kw 最高，芳香烃最低，而环烷烃居中。 一般来说，富含烷烃的石油馏分 Kw ＝12.5 13.0，
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富含环烷烃和芳香烃的馏分 Kw＝10.0 11.0。Kw 愈高，石蜡性(paraffinicity)愈强。
（1）过程按工艺流程切割为若干个独立的部分， 科学也总是相互依存，相互促进的。
分别建模， 井在不同的学员操作站运行， 而过
《怎样用辩证法放屁》看完此文我混乱了，
程间的物料、能量及信息耦合由下位机间的通讯 连放个屁都有这么多说法，辩证法真是一个神奇
实现；（2）根据下位机上运行的具体模型， 配备 的东西！
组成的多元假组分(pseudo-component)体系。所谓 大量的研究[1]，这些研究成果在美国石油学会
馏分，是在某种蒸馏条件(通常为实沸点蒸馏)下 (API)编写的石油炼制技术手册[2,3,4]中给予了系统
分离混合物得到的混合物的一个物质构成部分。 的汇编和评述，本章介绍的有关内容主要取材于
显然，石油馏分自身也是一种化学组分多得不可 该手册，部分图表及算法取自其它文献[5, 6]。由于
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《费景高：计算机仿真建模方法-06》一文介
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的其他问题如液体流动系统动态行为进行介绍
绍了动力学系统数字仿真的组合方法，并且给出 并给出解决方案。
了具体数字仿真模型的例子。
《第二章 化学反应动力学》一文主要内容为
《费景高 2000-01：数字仿真模型校核验证和 1、化学反应过程分为容积反应过程和表面反应
《化工过程动态仿真软件的控制接口》一文
校正》误差估计在数学仿真模型的确认中有着重 是楚纪正老师对他之前的一篇文章《化工过程动
要的作用。本文给出数学仿真模型的时域误差估 态仿真软件的一般结构》中控制接口的进一步说
计方法和一些误差校正方法，从而利用计算量较 明。其中包括开关量、手操器量变换及调节器变
小但误差较大的方法，通过误差校正得到精度较 量、连锁变量的协调对应。此外，本文还归纳了
准的特征化(characterization)方法。假组分是一种 定义为
具有一定未知但却真实存在的化学物质构成、一 定已知的平均物理性质和平均化学性质的虚拟 化学组分。借助假组分概念，传统的多组分物系 的工程计算方法便可用于石油体系。除了假组分 方法，人们在研究中还提出了诸如连续分布函数 法等其它特征化方法。然而，无论采用何种特征 化方法，石油馏分的性质计算都是工程计算必须 事先解决的问题。
高的结果。这种处理特别适台于飞行器精度评定 化工控制物流生成的一般模式，给出了一种连锁
的随机打靶仿真试验。
逻辑网络的生成方法。
《化工动态学》一文从历史的角度阐述了作
《化工过程动态仿真软件的一般结构》一文
者对化工过程中动态模型的理解，并对化工过程 是楚纪正老师在他之前提出的化工过程系统学
中的数学描述方法加以介绍。从一个生产过程的 分类方法的基础上，给出了化工过程动态仿真软
《费景高：计算机仿真建模方法-03》一文利 用线性系统的特殊形式，给出建立数字仿真模型 的一些处理方法，有线性系统数字仿真的预处理
为了得到合适的模型特性，上述时步骤可能 会循环多次，直到满意为止。
《费景高：计算机仿真建模方法-05》一文简 单地介绍了仿真模型建模过程中间断特性的处 理方法。在非实时仿真和要求较高仿真精度时， 可以采用高精度的间断处理方法，而在实时仿真 或要求的仿真精度不高时，采用固定积分步长的 平均法比较合适。可以证明，由于平均法引进的 仿真误差与 T 成正比。因此当积分步长 T 较小 时，平均法的仿真精度将比不处理间断的情形有 显著的提高。
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图 1. 石油馏分的特性因数 二、数据采集
碳氢重量比(Carbon to hydrogen weight ratio,
从 Winn 图分别读取不同 Kw (Kw = 10，10.5，
CH)
11，11.5，12，12.5，13) 和 Tb (Tb = 80 1200 F)下
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140 7.6 6.97 6.43 150 7.64 7 6.46 160 7.68 7.05 6.49 6.01 170 7.73 7.09 6.52 6.04 180 7.79 7.12 6.54 6.06 190 7.83 7.16 6.57 6.09 200 7.87 7.19 6.6 6.11 210 7.91 7.23 6.63 6.13 220 7.96 7.27 6.66 6.15 230 8.01 7.31 6.69 6.17 240 8.05 7.35 6.72 6.19
相应的操作画面， 形成一个相对独立的操作岗 二、 课后作业
位；（3）教师指令台（上位机）仅承担对各个操 1、CHR 关联 石油馏分物性数据
作站的监控职能， 如冻结、评分、引发事故等。 编者：张玉梅 楚纪正
由于该类仿真器中模型被分解为小规模的模块
石油和石油产品是由以烃类为主的有机化
分散独立运行， 过程数学模型和学员操作环境 合物组成的复杂物质系统或复杂混合物，其中的
数据库为核心，易于实现面向对象的程序设计， 进了仿真器的可靠性和运行速度，增强了微机对
程序模块细化，可组装性能高。
大型过程细微仿真的适应性。
《化工过程工艺设备仿真模型的开发工具平
《科学精神与东西文化》中国人论述科学精
台》一文是楚纪正老师基于之前提出的化工过程 神的文章里这篇是算早的。很多做科学工作的人
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北京化工大学 自动化系 《系统建模与仿真》课程论文
250 8.09 7.39 6.74 6.21
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试验测定方法:
的碳氢重量比(CH)数值, 列于表 1。
用处:
表 1 Winn 图数据
预测方法: Winn 关联图
Carbon to hydrogen weight ratio
CH
(CH) for different Kw
Tb, for
Tb, F
Kw Kw= Kw Kw= Kw Kw= F Kw=1
=10 10.5 =11 11.5 =12 12.5
数。3、估计仿真模型的特征根和正弦传递函数的
误差。4、在仿真模型中设置可谓量来补偿估计出
的误差。
《费景高：计算机仿真建模方法-02》一文中 介绍了建模方法的两种设计思想，分别是 Adams 方法和 Runge-Kutta 方法。目前大多数常用的建 模方法都可以由这两种设计思想构造。在实际应 用时，将这两种思想适当延伸。或者将他们适当 组合，可以构造合适的建模方法，以建立具有特 殊需求的数字仿真模型。
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