Введение
ГЛАВА 1 Состояние вопроса в области моделирования, оптимизации и управления ХТС синтеза аммиака - объектом с параметрической неопределенностью 12
1.1 Постановка задачи оптимального управления ХТС в условиях параметрической неопределенности 12
1.2 Классификация неопределенных параметров 14
1.3 Способы учета неопределенности в задачах оптимального оперативного управления ХТС 17
1.4 Характеристика ограничений в задачах оптимального управления ХТС 18
1.4.1 Жесткие ограничения 19
1.4.2 Вероятностные ограничения 19
1.5 Краткое описание процесса синтеза аммиака 21
1.6 Анализ существующих схем секции синтеза аммиака 22
1.7 Основные конструкции колонн синтеза аммиака 24
1.7.1 Трубчатые конвертеры 25
1.7.2 Многополочные конвертеры с прямым охлаждением 25
1.8 Анализ работ в области моделирования и управления процессом синтеза аммиака в многополочных реакторах 29
1.9 Особенности метода управления на основе прогнозирующих моделей 31
Выводы к Главе 1 35
ГЛАВА 2 Моделирование, анализ и оптимальное управление стационарными режимами функционирования хтс синтеза аммиака в условиях параметрической неопределенности ... 37
2.1 Моделирование и анализ типовой ХТС секции синтеза аммиака производительностью 1000 т/сутки 37
2.2 Моделирование многополочного реактора синтеза аммиака с неподвижным слоем катализатора 38
2.3 Описание ХТС секции синтеза аммиака по технологическому процессу Kellog (ТЕС) производительностью 1360 т/сутки 41
2.4 Моделирование стационарных режимов ХТС секции синтеза 45
2.5 Разработка пользовательского модуля расчета кинетики реакции синтеза аммиака на промотированных железных катализаторах 52
2.6 Проверка адекватности компьютерных моделей 57
2.7 Число степеней свободы для управления ХТС секции синтеза 59
2.8 Выбор управляющих переменных 61
2.9 Формирование критериев оптимального оперативного управления 63
2.9.1 Технико-экономический критерий 63
2.9.2 Энергетический критерий 65
2.10 Постановка и решение задачи оптимального управления без учета
параметрической неопределенности 65
2.10.1 Планирование вычислительного эксперимента 66
2.10.2 Построение регрессионных моделей целевой функции и переменных состояния 70
2.10.3 Результаты решения задачи оптимального оперативного управления 73
2.11 Постановка и решение задачи оптимального оперативного управления в
условиях параметрической неопределенности 75
2.11.1 Выбор множества неопределенных параметров 75
2.11.2 Построение регрессионных моделей критерия оптимизации и переменных состояния с учетом параметрической неопределенности 78
2.11.3 Постановка и решение задачи оптимального оперативного управления в условиях интервальной неопределенности 79
2.11.4 Постановка и решение задачи оптимального оперативного управления в условиях вероятностной неопределенности 82
Выводы к Главе 2 83
ГЛАВА 3 Моделирование и анализ динамических режимов функционирования колонны и хтс секции синтеза аммиака 85
3.1 Общая характеристика динамических режимов ХТС 85
3.2 Моделирование динамических режимов колонны синтеза аммиака как объекта управления 86
3.2.1 Математическое описание катализаторных слоев колонны синтеза 88
3.2.2 Математическое описание теплообменного аппарата и смесителей потоков 89
3.2.3 Расчет математической модели методом конечных разностей 91
3.2 Моделирование динамических режимов секции синтеза 93
Выводы к Главе 3 96
ГЛАВА 4 Управление ХТС синтеза аммиака на основе прогнозирующих моделей пространства состояний 97
4.1 Постановка обобщенной задачи управления на основе прогнозирующих моделей в пространстве состояний 98
4.2 Описание модели объекта, используемой для прогноза и оценки состояния 101
4.3 Постановка задачи прогнозирующего управления 103
4.4 Описание объекта управления 106
4.5 Идентификация линейной стационарной модели объекта 109
4.6 Принципиальная схема системы управления 112
4.7 Переходные характеристики процесса регулирования 113
Выводы к Главе 4 115
Заключение 116
Список сокращений и условных обозначений 117
Перечень использованных источников
