过程系统分解的方法.ppt

e2e3e5e4e1第23页，共36页，星期日，2025年，2月5日其中可达矩阵M的元素mi,j如为0表示节点ei到ej无通路，为1则表示节点ei到ej有通路；元素mi,i如为0表示节点ei到ei无回（环）路,为1则表示节点ei到ei有回（环）路。第24页，共36页，星期日，2025年，2月5日可达矩阵转置MTMT的意义为：元素表示节点ej到ei无通路，表示节点ej到ei有通路；元素表示无节点ei回到ei的回(环)路，表示有节点ei回到ei的回（环）路。第25页，共36页，星期日，2025年，2月5日交连矩阵L交连矩阵L定义为可达矩阵M与可达矩阵转置MT的交由于两个矩阵的交是对应元素的布尔乘，因此交连矩阵L表示图中任意节点有无环路。第26页，共36页，星期日，2025年，2月5日关于过程系统分解的方法第1页，共36页，星期日，2025年，2月5日过程系统工程结构分析的目的现代化的大型化工企业是一个规模庞大、构造复杂、循环嵌套、影响因素众多的大型过程系统。成千上万个方程式，必须同时求解的非线性的，代数、微分方程混杂的方程组，当方程组的维数很高时，求解存在一定的困难。有必要采用结构分析的方法进行系统分解把一个大系统分成若干相互独立的子系统，然后按一定的次序计算、迭代求解。第2页，共36页，星期日，2025年，2月5日123456s1s2s3s4s5s6s7s8图3.1具有一个再循环的6单元系统第3页，共36页，星期日，2025年，2月5日系统结构分析的几个步骤：系统结构的数学描述：对化工流程图作适当的归纳和简化，将其变成由节点和边组成的流程拓扑“图”；再以矩阵的形式描述“图”中的结构信息。系统的分隔：利用系统结构矩阵进行必须联立求解子系统的识别，将整个系统分隔成若干个相对独立的“整体”――不可再分块，并确定各个不可再分块的计算顺序。不可再分块的切断：对必须联立求解的不可再分块进行切断运算，切断块内的所有再循环流股，确定具有最佳计算效率的切断方案。第4页，共36页，星期日，2025年，2月5日计算次序的确定，根据切断结果和不可再分块内流股的方向确定各不可再分块内所有单元的计算顺序；产生一个总的模拟迭代计算次序。第5页，共36页，星期日，2025年，2月5日系统结构分析的过程是系统模拟时联立求解的变量数逐步降解的过程，因此结构分析也称系统分解。第6页，共36页，星期日，2025年，2月5日结构分析过程的示意图化工流程图矩阵有哪些信誉好的足球投注网站环路环路不可再分块切断块内排行块间排序模拟计算的总次序结构描述分割切断图3.2结构分析过程示意图第7页，共36页，星期日，2025年，2月5日过程系统的结构描述129357846第8页，共36页，星期日，2025年，2月5日图论的基本概念图是逻辑关系的一种特定表示方式；是对网络结构、拓扑关系的抽象。图由节点E（不分形状大小）组成G=(E,S)G边S（不分粗细长短）第9页，共36页，星期日，2025年，2月5日无向图、邻接点、射入、入度、度数有向图、射出、出度图3.5无向图图3.6有向图第10页，共36页，星期日，2025年，2月5日图可以分解成子图子系统几种重要的子图有：路：路是图中任意两个节点之间，由其它节点和相互顺序连接的边构成的交替序列。通路：两个节点之间按有向边方向与其它节点连接的点、边交替序列。回路：起始节点和终止节点为同一节点时的通路，即封闭的通路。环路：除起始点外其余节点均仅通过一次的回路称为环路。第11页，共36页，星期日，2025年，2月5日环路回路通路路图第12页，共36页，星期日，2025年，2月5日相互连接的图:当图中任意一对节点均可通过路来连接时，称该因为相互连接的图。整体:子图的一种特别重要的概念——不可再分块（整体）通常是由多个相互关联的环路组成，这些环路具有至少一个公共节点，这对于过程系统的网络拓扑分析具有特殊的意义。。树：由根、枝组成，往下生长，构成数学上的‘树’。树的概念可以方便地用来有哪些信誉好的足球投注网站图中的环路，从而找到不可再分块（整体）。第13页，共36页，星期日，2025年，2月5日图的矩阵表示法环路矩阵Ls2s4s5s6s7若边j属于环路i否则环1环2第14页，共36页，星期日，