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1、模型分析功能模型分析功能第1页，本讲稿共20页第七章第七章 模型分析功能模型分析功能C7.1 敏感性分析（Sensitivity）C7.2 设计规定（Design Specification）C7.3 优化（Optimization）C7.4 数据拟合（Data Fit）C7.5 工况研究（Case Study）第2页，本讲稿共20页7.1 7.1 灵敏度分析灵敏度分析C灵敏度分析是检验一个过程如何对变化的关键操作变量和设计变量反应的一个工具。A用灵敏度分析来验证一个设计规定的解是否在操作变量的变化范围内。A用灵敏度分析做简单的过程优化。A用灵敏度分析模块生成随进料物流、模块输入参数或其它输入
2、变量变化的模拟结果的表和（/或图）。第3页，本讲稿共20页灵敏度分析的步骤灵敏度分析的步骤C建立一个灵敏度分析块。C标识被采集的流程变量。C标识要操纵的输入变量来生成一个表。C定义你要ASPEN PLUS将什么制表。C输入可选的Fortran 语句 第4页，本讲稿共20页被采集的流程变量的标识被采集的流程变量的标识C对于标变量，为6个或6个以下字符C对于矢变量，为5个或5个以下字符C以字母开头（A-Z）C后跟字母数字型字符（A-Z，0-9）C不要以IZ或ZZ开头第5页，本讲稿共20页操纵变量操纵变量C操作变量名C变化范围A值列表A下限上限和等距点的个数（#Point）A上限下限和点间的增量（I
3、ncr）C报告标签第6页，本讲稿共20页敏感性分析的计算示例敏感性分析的计算示例 C甲基环己烷萃取精馏塔的分析C通过ASPEN PLUS的敏感性分析找出精馏塔顶甲基环己烷纯度与苯酚加入量的关系，同时确定在苯酚加入量变化之后的塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷变化情况C热力学模型选择UNIFAC模型。第7页，本讲稿共20页7.2 7.2 设计规定设计规定C设计规定：指定要操纵（调整）的一个模块输入变量、过程进料物流变量或其它模拟输入变量来满足规定。C设计规定通过调整一个由用户指定的输入变量来达到它的目标。C被采集变量：为一个流程变量或一些流程变量的函数指定一个你所希望的值。C被操纵变量：选择调整一个
4、模块输入变量或过程进料变量以便满足设计规定。第8页，本讲稿共20页设计规定的收敛设计规定的收敛C设计规定产生必须迭代求解的回路。缺省情况下，ASPEN PLUS为每个设计规定生成一个收敛模块并排序。C在物流或模块输入中提供的被操纵变量的值被用作初始估值。C规定还必须有一个允差的方程是：|规定值-计算值|允差 C通过选择相应Convergence（收敛）模块的Results（结果）页面，可以查看收敛模块的摘要和收敛历史。第9页，本讲稿共20页设计规定的步骤设计规定的步骤C建立设计规定。C标识设计规定中所用的被采集流程变量。C为一个被采集变量或一些被采集变量函数指定目标值并指定一个允差。C标识一个
5、为达到目标值而被调整的模拟输入变量，并指定调整该变量的上下限。C输入可选的Fortran 语句。第10页，本讲稿共20页采集变量函数指定目标值采集变量函数指定目标值第11页，本讲稿共20页被调整的模拟输入变量被调整的模拟输入变量第12页，本讲稿共20页设计规定的计算示例设计规定的计算示例C从灵敏度分析的结果可以看出，为了使塔顶馏出物中甲基环己烷的纯度（摩尔分率）达到98%，萃取剂苯酚的进料流率大约在750kmol/hr左右。为了确定使得塔顶馏出物中甲基环己烷的纯度（摩尔分率）达到98%所需萃取剂苯酚的进料流率的具体值，可以通过ASPEN PLUS模型分析功能中的设计规定（Design Spec
6、ification）完成。第13页，本讲稿共20页7.3 7.3 优化优化C优化：通过调整决策变量（进料物流、模块输入或其它输入变量）来使一个用户指定的目标函数最大化或最小化。C优化问题的收敛ASQP方法（序贯二次优化方法）：最先进的拟牛顿非线性编程算法。它可以将断裂流、等式约束和非等式约束与优化问题同时收敛 AComplex方法（复合型算法）：可行路径“黑箱”式搜索法 第14页，本讲稿共20页优化的步骤优化的步骤C创建一个优化问题。C标识目标函数中所用的被采集变量。C为一个被采集变量或一些被采集变量的函数指定目标函数，并标识出与问题有关的约束。C标识出为使目标函数最大或最小而被调整的模拟输入
7、变量，并指定它们可被调整的上下限。C定义优化问题的约束条件。C输入可选的Fortran语句。第15页，本讲稿共20页目标函数目标函数第16页，本讲稿共20页被调整的模拟输入变量被调整的模拟输入变量第17页，本讲稿共20页与问题有关的约束与问题有关的约束第18页，本讲稿共20页推荐的做优化过程推荐的做优化过程 C从一个模拟开始（而不是从一个优化开始）。使用该方法有下列原因：A较容易检测到模拟中的流程错误。A用户可以确定合理的规定。A用户可以确定一个合理的决策变量范围。A用户可以为断裂物流得到很好的估值。C在优化之前做灵敏度分析，以便找出合适的决策变量和它们的范围。C用灵敏度分析来估算问题的解以便确定最优值是宽还是窄。第19页，本讲稿共20页优化的计算示例优化的计算示例C侧线出料精馏塔的优化 热力学模型选择CHAO-SEADER 第20页，本讲稿共20页