环境工程仿真.pptx

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姚重华研制
罗健旭主讲
高等教育出版社
高等教育电子音像出版社
概述
什么是仿真
什么是控制
环境工程仿真与控制的意义
课程相关
BSM1()
第1章仿真
第2章过程控制
第3章动态分析
第4章人工智能
目录
第1章仿真
第一节模型的建立
一、模型分类
二、简单系统建模
三、复杂系统建模
第二节模型的分析
一、四阶龙格-库塔法
二、有限差分法
第一节模型的建立
一、模型分类
二、简单系统建模
三、复杂系统建模
一、模型分类
按建模方法分:机理、统计、人工智能
按数学形式分:代数、微分、偏微分
按模型参数分:集总、分布
按变量间关系分:线性、非线性
按时间特性分:连续、离散
按时变特征分:稳态、非稳态
数学模型的类型
建立数学模型的方法
机理分析法(白箱)
通过分析系统的运动规律,应用一些已知的定律、定理和与原理,如化学动力学原理、生物学定律、牛顿定理、物料平衡方程、能量平衡方程和传质传热原理等,利用数学方法进行推导,建立起系统的数学模型,这种方法也称为理论建模。
辨识方法(黑箱)
系统的输入输出信号一般是可以测量的,由于系统的动态特性必然表现在这些输入输出数据之中,因此可以利用这些数据所提供的信息来建立系统的数学模型。这种建模方法就是系统辨识。
上述两种方法的结合(灰箱)
机理分析法适用于简单系统的建模,并要求对系统的机理有足够清晰的了解。对于复杂的实际工业过程,这种方法则存在很大的局限性。因为在理论建模时,对所研究的对象必须提出合理的简化假设,否则造成问题过于复杂,但是这些假设往往与实际情况不符,使得模型与实际系统之间存在较大的误差。