建模课程设计.ppt
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过程建模课程设计双组份精馏塔建模,自动化专业2012.5,设计要求,1.查阅相关文献：
学校主页图书馆电子资源中国学术文献总库http:
/202.199.112.249/kns50/single_index.aspx2.机理建模：
以轻组分液相含量为状态变量，求整塔状态方程3.系统辨识：
以精馏塔数据为基础，在MATLAB环境下分组编写最小二乘类辨识算法程序，辨识模型,一、机理分析方法,一、列原始方程1、物料平衡
（1）冷凝器及回流罐总的连续方程：
组份连续性方程：
（2）塔顶塔盘（n=NT）根据物料平衡：
组份连续性方程：
一、机理分析方法,（3）第J块塔盘（n=j）第J块塔盘物料平衡算式,组份连续性方程：
一、机理分析方法,（4）加料板（n=Nf）总的连续方程：
组份连续性方程：
一、机理分析方法,（5）第一块塔盘（n=1）总的连续方程：
组份连续性方程：
一、机理分析方法,（6）再沸器与塔板总的连续方程：
组份连续性方程：
相平衡：
水力平衡：
一、机理分析方法,二、精馏塔各通道特性求取精馏塔的数学模型已经建立，现以单块塔板为例，求各通道的动态特性（传递函数）。
一、机理分析方法,假设：
1.忽略塔板效率；2.回流罐采用液位定值控制，即MD为定值。
根据总的及组份物料平衡关系，对第j块塔可列出如下方程式：
组份物料平衡关系:
一、机理分析方法,对（*1）式作线性化并代入总物料平衡方程,忽略塔板效率，由相平衡代入上式并整理,由各分离级联立组成状态方程,左侧状态变量为,右侧第一项矩阵维数,右侧第二项矩阵维数,右侧第一项,右侧第二项,右侧第三项,1.Contributedby:
PeterVanOverscheeK.U.Leuven-ESAT-SISTAK.Mercierlaan943001HeverleePeter.Vanoverscheeesat.kuleuven.ac.be2.Process/Description:
Dataofasimulationrelatedtotheidentificationofanethane-ethylenedistillationcolumn.Theseriesconsistsofseries:
U_dest,Y_dest:
withoutnoise（originalseries）U_dest_n10,Y_dest_n10:
10percentadditivewhitenoiseU_dest_n20,Y_dest_n20:
20percentadditivewhitenoiseU_dest_n30,Y_dest_n30:
30percentadditivewhitenoise,Thisfiledescribesthedatainthedestill.datfile.,3.Samplingtime15min.4.Numberofsamples:
90samples5.Inputs:
a.ratiobetweenthereboilerdutyandthefeedflowb.ratiobetweentherefluxrateandthefeedflowc.ratiobetweenthedistillateandthefeedflowd.inputethanecompositione.toppressure6.Outputs:
a.topethanecompositionb.bottomethylenecompositionc.top-bottomdifferentialpressure.,Thisfiledescribesthedatainthedestill.datfile.,clear%workspace工作间清零clc%清屏loaddestill.dat%载入数据U=destill（:
2:
21）;Y=destill（:
22:
33）;u=U（:
1:
5）;y=Y（:
1:
3）;%输入信号u；输出信号y；disp（u=U（:
1:
5）;y=Y（:
1:
3）;）%显示信号类型%u=U（:
6:
10）;y=Y（:
4:
6）;%disp（u=U（:
6:
10）;y=Y（:
4:
6）;）%u=U（:
11:
15）;y=Y（:
7:
9）;%disp（u=U（:
11:
15）;y=Y（:
7:
9）;）%u=U（:
16:
20）;y=Y（:
10:
12）;%disp（u=U（:
16:
20）;y=Y（:
10:
12;）M,N=size（u）;L=length（u）;m=3;n=5;l=L-max（m,n）;%数据长度,一次完成算法赋值部分参考程序,fori=1:
lH（i,:
）=-y（i+n-1:
-1:
i,1）u（i+m-1:
-1:
i,1）;Endz=y（n+1:
L,1）;%第二个参数要与-y（i+n-1:
-1:
i,1）的第二个参数相同disp（T是最小二乘法一次完成算法的辨识结果）Ta=1;T（1:
n）b=T（n+1:
n+m）th=poly2th（a,b）,最小二乘一次完成算法计算程序,%生成对角矩阵，矩阵元素为服从（0.91）均匀分布的随机数fori=1:
lLAMDA（i,i）=random（Uniform,0.9,1）;end%与基本最小二乘的区别;disp（T是加权最小二乘法一次完成算法的辨识结果）Ta=1;T（1:
n）b=T（n+1:
n+m）th=poly2th（a,b）,forj1=1:
Lh=H（j1,:
）;%取第j1行%生成加权因子，服从（0.91）均匀分布的随机数lamda=random（Uniform,0.9,1）;end,加权最小二乘法一次完成算法权值赋值及辨识公式程序,加权最小二乘法递推算法权值赋值程序,x=0.98;%衰减因子v=x2;%遗忘因子l=L-max（m,n）;%数据长度%新输出向量赋值程序fori=1:
lz（i）=x（l-i）*y（i+n）;end%赋值结束%构成观测矩阵fori=1:
lH（i,:
）=x（l-i）*-y（i+n-1:
-1:
i,1）u（i+m-1:
-1:
i,1）;end,fori1=1:
length（Y）;H（i1,:
）=x（l-i）*-y（i1+n-1:
-1:
i1,1）u（i1+m-1:
-1:
i1,1）;endL=length（Y）;t（1:
（m+n）,:
）=0.001;%赋初值p=（106）*eye（m+n）;%赋初值forj1=1:
Lh=H（j1,:
）;%取第j1行end,遗忘因子法赋值程序,遗忘因子法递推算法部分计算程序,
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