基于基准假组分方法的石油分馏塔动态仿真

研究石油分馏塔动态性能优化问题,传统假组分方法在进料油切换操作的动态仿真中,造成模型输出振荡甚至无法运行,从而影响系统的稳定性.针对进料油切换操作问题,提出了一种基准假组分的原油特征化方法,采用轻质油品和重质油品作为两组基准假组分,各个假组分的质量分数根据原油的实沸点数据和密度计算得到.以工业生产数据为基础,经过对建立的分馏塔动态机理模型的仿真验证与分析,结果证明将基准假组分方法用于原油特征化表征方面是行之有效的,并且提高了分馏塔模型对原油品种和组成变化的适应能力,为模型动态性能的提高提供了依据.     

脱丙烷塔的操作优化

脱丙烷是乙烯生产过程中分离工段的一个工艺步骤，其目的是将C3和C4以上组分分离。某化工厂的双塔脱丙烷流程的进料量和进料组成的变化波动较大，若不及时改善双脱丙烷塔的操作条件，产品的质量和数量将受到很大的影响。本文应用HYSYS软件在对过程进行稳态、动态模拟分析的基础上，对不同的进料工况提出相应的最佳操作条件，其结果既可用于离线指导实际生产操作，保证装置的产品质量；也可为在线优化控制打下基础。     

芳烃联合装置邻二甲苯精馏塔流程模拟与优化

化工流程模拟软件不断发展,越来越多的化工装置开始采用流程模拟来优化装置的操作。基于精馏过程的实际运行数据,建立了能够良好描述装置实际运行工况的模型,实现了对芳烃联合装置邻二甲苯精馏过程的流程模拟。利用Aspen Plus建立装置模型,按照工艺条件及产品分离要求,使用设计规定工具,对采用精馏方式从混合C8～C10物料中分离邻二甲苯(OX)工艺进行研究。模拟结果与实际工业过程数据相符,能够满足工业建模的要求。基于模型,研究了进料塔板位置、回流比和塔顶采出量等变量对装置稳定运行的影响,从进料塔板,塔顶采出量和进料组分等方面提出了优化建议。研究结果表明:精馏塔塔顶采出量为OX产品主要杂质异丙苯(IPB)含量的显著影响因素。据此提出了包括回流比和塔顶采出量参数的优化方案,可以使主要杂质异丙苯的含量下降40%的同时,每年可节省燃料成本。     

用计算奇异值摄动方法简化复杂化学反应动力学模型

介绍了用于简化化学反应动力模型的计算奇异值摄动方法(CSP),给出了其基本思想与具体计算方法,然后用该方法来对一氧化碳／氢气在空气中燃烧的化学反应、激波管中甲烷的点火燃烧反应实例进行了简化。从计算结果看,CSP方法是一种比较有效的化学反应模型简化方法,用该方法简化得出的简化模型不仅减少了微分求解的组分数目,而且保持了较高的计算精度,能有效提高计算效率,具有较强的工程实际价值。     

关于受限制的部分平衡复杂反应体系组成的计算

对于因动力学原因使某些反应不发生的受限制的复杂反应体系，本文介绍了计算组成的方法，它是在原有元素原子守恒方程组中加入了附加的“元素”，守恒条件，在新的物质守恒方程组和组成非负条件限制下，用自由能最小化方法计算受限制的部分平衡复杂反应体系的组成，根据上述原理编制了通用程序，对氨催化氧化和合成甲醇等受限制的复杂反应体系进行了计算，结果与文献值相符。     

多组分复杂体系精馏塔操作状态模拟研究

基础物性数据的获得是多组分精馏过程的计算工作量中最大的一环,RT精馏组分中含有水蒸汽、苯胺、偶氮苯、吩嗪、RT 5个组分,其中关于吩嗪和RT的物性数据,本文应用Riedel法进行了关联;从设计角度模拟了实际运行的精馏装置,考察回流比、回收率、进料温度和热状态对塔的加料位置和实际塔板数的影响,为以后的判断故障和优化生产奠定了基础。     

天然气与煤联合气化的热力学模拟研究

天然气与煤联合气化工艺通过改变进料条件，能够直接得到H2／CO比可调合成气。为探索进料条件对合成气H2／CO比和温度的影响规律，本文建立了描述天然气与煤联合气化制合成气热力学模型，根据该模型计算了不同进料条件对合成气H2／CO和出口温度的影响。计算结果表明，进料中CH2／O2比例的增加可同时显著提高合成气的H2／CO比和降低反应温度；进料中H2O／O2比例的增加只是显著降低反应温度，而对合成气H2／CO比的影响较小；提高进料温度和操作压力对合成气生产有利。     

基于ADAMS的多刚体动力学简化建模与仿真

摘 要：应用多刚体动力学理论在 ADAMS 软件中对复杂模型进行简化建模与仿真,解决 复杂模型在 ADAMS 中建模过程繁琐、仿真过程计算效率低等问题。首先对简化建模方法的多 刚体动力学理论进行了分析;然后提出了基于 ADAMS 简化建模的具体方法,着重研究了使原 模型和简化模型中心主转动惯量、中心惯量主轴连体基方向相同的数学方法;最后,将该简化 建模方法应用到过山车单车模型上,并对仿真结果进行对比分析。结果显示基于 ADAMS 的多 刚体动力学简化过山车模型与原模型的仿真效果基本相同。该简化建模方法能有效提高复杂模 型在 ADAMS 中的建模效率和仿真的计算效率。     

乙二醇解吸和再吸收过程的动态模拟与优化

化工流程模拟软件不断发展,越来越多的化工装置开始采用流程模拟来优化装置的操作。本文分析乙二醇生产中解吸和再吸收过程的机理和动态特性,采用严格法计算解吸和再吸收过程,稳态和动态模拟其流程。模拟结果与实际工业过程数据相符,能够满足工业建模的要求。根据动态模拟的结果,探讨不同进料工况下的操作条件对解吸和再吸收过程的影响。在所建模型的基础上,针对进料的变化,再沸器热值的变化以及进料组分的变化,分析解吸塔的动态响应,并衡算系统的物料和能量,确认再沸器的热负荷。最后根据换热器的几何尺寸,核算塔釜再沸器换热面积,确认换热能力。本文动态模拟结果,可用于指导实际生产,仿真培训或先进控制方案的设计,也可以在操作条件进行改进时,为实际生产最佳条件的选择提供基本依据。     

液相进汽提塔双效精馏节能研究

以乙醇-水系统为研究物系,通过计算机稳态模拟计算,研究进料组成、进料温度对两种液相进汽提塔双效精馏节能率的影响。研究结果表明:进料中轻组分摩尔分率由0.2增加到0.6时,双效精馏Ⅰ的节能率呈递增变化趋势,而双效精馏Ⅱ的节能率呈递减变化趋势;而进料温度在25℃～79.85℃范围内变化时,双效精馏Ⅰ和双效精馏Ⅱ的节能率均有较小的变化但不论在相同的进料温度下还是在相同的进料组成下,双效精馏Ⅱ的节能效果均优于双效精馏Ⅰ。     

Explicit optimal control policy and its practical application for hybrid electric powertrains

This paper presents a simplified, yet realistic, model of a hybrid electric powertrain and derives the explicit solution of the optimal energy management. The explicit solution of this optimal control problem consists of simple rules that rely on powertrain parameters only. The simplified model is validated on a more complex model relying on measured data. Finally, a causal, real-time control strategy including anti-windup is presented. This strategy relies on the optimal control of the simplified model and is successfully evaluated on the complex model that relies on measured data.     

基于对照表以及语义相关性之简繁汉字转换

目前使用的汉字有简体和繁体两大形式：中国大陆和新加坡等地使用简体字,我国港澳台地区和部分海外华人社区使用繁体字。其中大多数简体字的意义和用法与对应的繁体字是一样的,具有一一对应关系,这种情况通过查找简繁对照表就可以正确处理。然而,还有相当一部分简体字对应多个繁体字,这是简繁字转换的重点和难点。基于此背景提出基于对照表以及语义相关性的简繁汉字转换方法。在教育部语信司及中国中文信息学会联合举办的一对多简繁转换评测中,此一对多简繁转换系统以95.6%的准确率排名第一。     

Identification of a modified optimal control model for the human operator

The optimal control model for the human operator has emerged as one of the most promising models for the study of human performance in complex tasks. Previous applications of this model have used heuristic methods based on empirical data to establish numerical values for the model parameters. This was necessary because of the absence of any systematic identification method for the direct extraction of model parameters from experimental data. In this paper, the standard optimal control model is analyzed from the viewpoint of system identification. It is shown that the existing model structure is overparameterized and can be simplified by modifying some of the original assumptions. Identifiability of the resulting modified optimal control model is investigated. As a result, a systematic procedure for the identification of the modified optimal control model parameters from available data is developed. This procedure is validated by application to experimental data from simulation of a piloted tracking task. The paper concludes with recommendations for further simplification in the human operator model structure.     

视点相关且拓扑可变的多分辨网格动态构造算法

随着近几年3维扫描和图形建模技术的快速发展,3维模型的数据量不断增大,其在存储、显示及传输上都面临巨大的挑战,因此,必须构造模型的简化表示。通过对当前网格模型动态简化算法的分析,提出了一种网格简化算法来构造拓扑可变的网格模型累进表示,在此基础上,通过对简化后的模型数据进行再组织,为简化模型建立了一种紧凑、灵活的动态多分辨率结构,并相应地给出了基于视点的动态简化算法。理论分析和实验结果表明,新方法能够随着视点参数的变化动态生成适当细节的简化模型,简化结果好,简化后的模型不仅能够较好地保留原模型的基本几何形状,而且能够较好地保留原始模型的颜色等属性特征,具有存储量小、适用范围广和自适应性强等特点。     

异构数据库数据类型转换模型

近年来,异构数据的转换和集成是企业应用集成（EAI）一个重要部分.对异构数据库之间的数据转换和共享也成为其主要研究方向之一.在参考了其他数据转换模型的基础上,提出了基于XML文件的数据转换模型DCMHD（Data Conversion Model of HeterogeneousDatabase）.通过模型自定义数据类型,数据库和数据库之间的数据转换可以简化为数据库与系统之间的数据转换,显著提高了系统的稳定性和可扩展性;并且采用XML作为传输介质,易于异构数据的传输和共享,最后给出了模型的主要实现.     

核爆炸外观景象实时模拟

根据核爆炸的基本表现过程,建立了一个综合的爆炸模型,可以实现实时的核爆炸景象模拟。通过球形扩张建立冲击波的冲击模型,并实现了快速的碰撞检测;使用视角范围内的粒子抛撒,表现核爆炸产生的飞溅物;利用适当简化后的Navier-Stokes方程,优化求解策略,实现具有复杂运动形式的蘑菇状烟云模拟。实验结果表明,采用该模型可以实现实时的核爆炸效果模拟,通过控制和调整参量,可以获得多种不同类型的核爆炸效果。     

球杆系统自适应遗传PID控制

遗传算法全局寻优参数,但训练时间较长;PID控制算法简单,却难以控制非线性复杂过程.将自适应遗传算法和PID相结合,可有效地改善控制效果.通过建立球杆系统机械部分模型、角度模型和电机模型,得到整个球杆系统的数学模型;设计基于遗传算法的自适应PID控制器,通过在线整定控制器参数,提高球杆系统的控制性能.仿真实验结果证明了该算法的控制效果良好,适应能力较强,具有算法简单、参数整定容易等优点.     

高炉炼铁过程多元铁水质量非线性子空间建模及应用

高炉炼铁是一个物理化学反应复杂、多相多场耦合的大滞后、非线性动态系统,其关键工艺指标——铁水质量参数的检测、建模和控制一直是冶金工程和自动控制领域的难题.本文提出一种面向控制的数据驱动高炉炼铁多元铁水质量非线性子空间建模方法.首先,为了提高建模效率和降低计算复杂度,采用数据驱动典型相关性分析与相关性分析相结合的方法提取与铁水质量相关性最强的关键可控变量作为建模的输入变量;同时,为了更好地反映高炉非线性动态特性,将相关输入输出变量的时序和时滞关系在建模过程进行考虑;最后,采用基于最小二乘支持向量机（Least square support vector machine,LS-SVM）的非线性Hammerstein系统子空间辨识方法建立数据驱动的多元铁水质量非线性状态空间模型.同时,将核函数表示的模型非线性特性用多项式函数拟合,在仅损失很小模型精度的前提下大大降低模型的计算复杂度.基于实际数据的工业试验验证了所提建模方法的准确性、有效性和先进性.     

Parameter learning for the nonlinear system described by Hammerstein model with output disturbance

A novel parameter learning scheme using multi-signal processing is developed that aims at estimating parameters of the Hammerstein nonlinear model with output disturbance in this paper. The Hammerstein nonlinear model consists of a static nonlinear block and a dynamic linear block, and the multi-signals are devised to estimate separately the nonlinear block parameters and the linear block parameters; the parameter estimation procedure is greatly simplified. Firstly, in view of the input–output data of separable signals, the linear block parameters are computed through correlation analysis method, thereby the influence of output noise is effectively handled. In addition, model error probability density function technology is employed to estimate the nonlinear block parameters with the help of measurable input–output data of random signals, which not only controls the space state distribution of model error but also makes error distribution tends to normal distribution. The simulation results demonstrate that the developed approach obtains high learning accuracy and small modeling error, which verifies the effectiveness of the developed approach.     

Simplified specifications of a multivariate generalized autoregressive conditional heteroscedasticity model

Recent developments in multivariate volatility modeling suggest that the conditional correlation matrix can be described by a time series recursion, where the total number of parameters grows by the power-of-two of the dimension of financial returns. The power of two computational requirement makes high-dimensional multivariate volatility modeling very time consuming. In this paper, we propose two simplified specifications in a multivariate autoregressive conditional heteroscedasticity model. The first specification computes an unconditional correlation matrix from standardized residuals of the model. The second specification restricts the sum of the weights in a time-varying conditional correlation equation to be one. Applying a Bayesian sampling scheme allows the number of parameters to be reduced from the power of two of the dimension to the linear order of the dimension only and simultaneously provides us a framework for model comparison. We test our simplified specifications using simulated and real data from three sectoral indices in Hong Kong, three market indices and four exchange rates. The results suggest that our simplified specifications are more effective than the original formulation.