摘要换热器系统采集到的流量和温度数据不可避免的存在误差以及一定的不完整性，为了对换热器系统的变量值进行更好的估计，需要建立换热器约束模型进行数据协调。本文的目的是实现换热器系统的数据协调，并基于Matlab编程语言进行仿真实现。本文采用线性和非线性两种方法对换热器系统进行协调。在线性方法中涉及Lagrange法、非线性模型线性化、投影矩阵等基本理论。在非线性方法中采用Matlab自带的fmincon函数实现。最后比较两种方法。33392
毕业论文关键词 换热器、数据协调、fmincon函数、非线性模型线性化、投影矩阵、Lagrange法
毕业设计说明书外文摘要
Title Data reconciliation of heat exchanger system
Abstract
For the data of flow and temperature collected by the heat exchanger system exists
errors and imperfection inevitably. In order to estimate the variables of the heat exchanger system better, we need to establish the model of heat exchanger system for data’s reconciliation. The purpose of the design is to realize the data reconciliation of heat exchanger system based on Matlab. This design adopts the methods of linear and nolinear to realize the aim. The method of linear involves Lagrange method, nonlinear model’s linearization and projection matrix. The nolinear method adopts fmincon function of Matlab. Finally,we compare the two methods.
Keywords Heat exchanger system、data reconciliation、fmincon function、
nonlinear model’s linearization、projection matrix、Lagrange method
目 次
1 引言 1
1.1 数据校正的研究背景 1
1.2 数据校正的应用和现状 2
1.3 本文结构安排 3
2 换热器 4
2.1 换热器介绍 4
2.2 换热器的工作原理 5
2.3 换热器的模型 6
2.4 换热器的物料及能量平衡方程 6
3 基本理论 8
3.1校正原理 8
3.2 过程数据的分类 8
3.3 Lagrange法 9
3.4 非线性模型线性化 9
3.5 投影矩阵 11
3.6 fmincon函数 12
4 换热器系统的两种数据校正方法 14
4.1 线性化方法 14
4.2 非线性化方法 18
4.3 两种数据校正方法的比较 21
结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录A线性化校正程序 26
附录B 非线性化校正程序 28
1 引言
1.1 数据校正的研究背景
现代信息化技术快速发展，很多信息化和现代化改造已经涉及了传统行业。因为信息化带动工业化，使得传感器技术得到很大的进步，而且带动了计算机技术的发展，与之而来的效应是很大程度上提高了化工生产中收集的数据总量。各种设备模型的优化取决于测量得到数据的精确性。除此之外，规划和管理的工作同样需要得到精确的测量数据。在采集、传递和转换中信号测量得到的数值无法避免的受到各种各样的滋扰，而使得测量值不精确。在化工过程中同样存在测量值不精确的问题。这将使得其过程中的物理和化学原理无法符合，这种情况叫做数据测量的不平衡性。另外，因为受到测量技术的限制，测试和安装测试装置的价格，严格的测试条件使得采集数据和测量装置不容许发生错误等问题，使得收集到的数据不完整，叫做数据的不完整性。收集到的数据的不完整性和不平衡性使得很多需要这些数据进行各种各样的生产、研究受到了很大的影响，有的甚至已经无法使用。精确的过程数据对于过程系统的控制和优化就显得十分重要。所以就需要数据校正技术，数据校正就是校正收集到的测量数据，调整测量数据，去掉误差较大的测量值，降低随机误差的作用，使其能够满足内部的物理化学原理和另外的约束条件，并估算必要的未测数据的值，来提升过程中数据的精确性。数据校正是过程控制与达到优化的进程中十分关键的步骤。 Matlab换热器系统的数据协调:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_30438.html