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工业建模三种模型
编辑:琴心剑胆 识别码:130-990061 其他范文 发布时间: 2024-05-10 00:15:59 来源:网络

工业建模从获得模型的途径来分,可分为机理模型、辨识模型、和机理——辨识模型。

首先机理模型就是有物理或化学的基本原理建立起来的数学模型。需要对系统的性质加以理论分析,根据守恒定律和化学反应动力学等基本定律建立原始微分方程。而这种方法的优点是可以很清楚的展示内在结构和联系,能较详细的反映出生产设备内部的工作过程的机理。但是缺点在于对复杂模型更难求解,往往难以简化。

而第二种方法-辨识模型是对已有工业过程进行专门实验获取输入、输出数据或根据过程正常运行获得输入、输出数据来构成动态数学模型的方法。仅仅需要通过过程输入、输出信号的测量获得动态数学模型,可以不用去了解过程机理。但这种方法只反映过程的输入输出特性,对系统或过程内部信息反映不出来。而对复杂过程优势很明显,更易看出复杂过程的输入输出变化。

第三种方法就是上面两种方法的结合。先通过过程的机理分析,确定各参数间的关系,列出原始方程,然后由测得的实验数据来估计参数方程中的各系数,最后建立数学模型。结合了前两种方法的优点,既能反映出过程的机理,又能对复杂过程更好的求解。

例如在水管中流动的流体,管内输入、输出端存在压差,才使得流体流动。而已经知道了流体在管内流动有两种状态,分别是层流和湍流。就可以通过两个对应的关系去建立模型。层流时,压差与流量成比例关系,建立机理模型后就可以得到管子两端压力的变化对管子中的流体流量的变化。而湍流是,压差与流量近似平方成比。得到的关系与之前就会有所不同。如果仅仅利用辨识模型,通过测量输入与输出的数据来建立数学模型,无法掌握两种流动状态的区别。得到的模型曲线无法直观的显示出作用。

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