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MATLAB在化工模拟控制软件开发中应用的探讨
汪凯（大连大学环化学院化工092班，09412024）
摘 要:讨论了“反应釜温度仿真工具”软件中应用MATLAB的情况,分析MATLAB在化工生产模拟控制软件开发中的优MATLAB在化工模拟控制软件开发中应用的探讨
汪凯（大连大学环化学院化工092班，09412024）
摘 要:讨论了“反应釜温度仿真工具”软件中应用MATLAB的情况,分析MATLAB在化工生产模拟控制软件开发中的优势,如: 数据计算能力,图形处理能力, 可生成各类二维、 三维图形;可广泛应用于化工研究与开发、化工数学模型的参数估计和识别、化工过程优化设计、 工艺控制参数的优化、 化工过程控制的优化及最优调度;支持混合编程, 可方便的与多数高级编程语言混合编写程序等。通过“反应釜温度仿真工具”这一应用反映了 MATLAB在化工领域的应用前景十分广泛。
关键词: MATLAB; 模拟;优化; 软件开发
前言
无论是新化工生产线的设计还是对现有化工设备和过程的分析都需要建立化工过程模型, 然后以实际系统的数据带入模型, 通过数据处理得到模型中的参数。模型建立以后, 一方面可以对现有化工生产线进行模拟,以判断生产状态是否处于最优,然后进行生产参数的调整,使生产过程尽可能接近最优状态, 以达到节能降耗的目的。另一方面在新化工生产线设计过程中, 通过用模型模拟可以达到最优设计。所以化工过程模拟是化工过程与分析、 化工过程研究与开发、 模拟预
测、 优化和控制生产过程的基础。然而无论是化工过程模型的建立, 还是化工过程模型的使用都需要大量的计算过程。由于模型中包含大量的非线性方程(组)、 常微分方程(组)、 偏微分方程(组)等计算工作量大,计算过程复杂,而化工过程优化过程涉及的计算量更是巨大, 所以化工过程的模型化的使用受到很大限制。随着计算机技术在各行各业应用越来越普遍,计算机技术为化工过程模拟提供了有力的支持。已经出现了一些商用化工模拟软件, 如: Aspen、 ProII, 可用于工厂物料衡算和能量衡算,这类软件通用性较好, 功能强大。但这些软件价格昂贵而且软件中不包含对特定情况需要的专用程序模块,比如建立一个精馏塔的模型,对一个特定化工过程进行模拟等,在这种情况下选择自己编程进行过程模拟, 不仅可以解决问题,而且对于化工技术人员掌握这些技术, 有利于提高解决问题的能力, 在这方面MAT LAB 具有无可比拟的优势。
一、 MAT LA B的特点【1】
MAT LAB具有用法简单、灵活、结构性强、延展性好等优点,逐渐成为科技计算、 视图交互系统和程序中的首选语言工具。它具有以下特点:支持多平台操作系统, 如 Window s、 U nix 等; 用途广泛, 可用于数值计算和符号计算、 数据分析、工程绘图、 建模与仿真模拟、控制系统设计;强大的图形处理能力, 可生成各类二维、 三维图形;高级且简单的程序环境,简单易学的编程语言, 编程效率很高;丰富的工具箱与模块集,有众多面向具体应用的工具箱和simulink仿真模块; 支持混合编程,可方便的与多数高级编程语言(如:C+ + 、JAVA、Pascal、Basic等)混合编写程序, 充分发挥二者的特点。
二、 MAT LA B