基于MATLAB的二次通用旋转组合设计方法在化工中应用的仿真设计
基于MATLAB的二次通用旋转组合设计方法在化工中应用的仿真设计

基于MATLAB的二次通用旋转组合设计方法在化工中应用的
仿真设计
孙纯国;陈丽
【期刊名称】《吉林化工学院学报》
【年(卷),期】2012(029)007
【摘要】化工生产过程影响因素多,作用机理复杂,很难得到影响因子与目标值的函数关系方程.本文通过实例介绍了二次通用旋转组合设计方法在化工中的应用,预测回归方程可以较好预测各因素在不同条件下对目标值的影响效果,很好地用于指导实践操作.
【总页数】4页(P49-52)
【作者】孙纯国;陈丽
【作者单位】吉林化工学院化工与材料工程学院,吉林吉林132022;吉林化工学院化工与材料工程学院,吉林吉林132022
【正文语种】中文
【中图分类】TQ016.1
【相关文献】
1.MATLAB优化工具箱在机构设计中的应用方法 [J], 巩传雷;张文君;李思益
2.基于Matlab的虚拟仿真技术在连轧管机组液压压下系统设计中的应用 [J], 孙福;刘春旭;张英婵
3.基于MATLAB的Simulink仿真环境在控制系统设计中的应用 [J], 耿道霞;刘家
彬
4.基于MATLAB的Simulink仿真环境在控制系统设计中的应用 [J], 耿道霞;刘家彬
5.基于MATLAB在化工优化设计中的应用 [J], 杨宪昆
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Matlab在化工原理教学中的应用

以非常简便地进行求解, 程序如下: ( 1) 编写函数文件( 文件名保存为 f un. m)
f unct ion y = f un( x )
% x( 1) 摩擦系数 K; x( 2) 流速 u
y( 1) = ( 250* x ( 1) + 9. 9) * x ( 2) ^2- 22. 08;
y( 2) = 1/ x ( 1) ^0. 5- 1. 74+ 2* log ( 0. 01875
( 二) 换热器的操作型计算
本题属于简单管路的第一类操作型计算, 管 路计算实际上就是列出连续性方程、伯努利方程 以及阻力损失计算式。管子相对粗糙度 E/ d = 0.
例 2, 在套管换热器中用水冷却煤油。煤油 的流率为 400 kg/ h, 由 90 e 冷却到 36 e 。水的入 口温度 15 e 。两流体并流流动, 操作条件下的煤
3/ 32= 0. 009375, 雷诺数 R e= dLuQ= 42799u。在 高位槽和容器两液面间列伯努利方程并将数据代
入得 hf
=
g $z +
$p Q+
(
u
2 1
-
2
u22 )
=
1 1.
04J /
kg,
代入
范宁公式 hf = ( Kdl +
E
N)
u2 2
并
整理
得:
( 250K+ 9. 9) u2 = 22. 08
2011年 第5期 ( 总 第1 21期)
83
M at lab 在化工原理教学中的应用*
杨金杯1 , 余美琼1 , 陈文韬1, 邱 挺2
( 1. 福建师范大学福清分校 生物与化学工程系, 福建 福州 350300; 2. 福州大学 化学化工学院, 福建 福州 350108)
二次通用旋转组合设计法优化米糠蛋白提取工艺

全脂米糠由广东省农业科学院水稻研究所提供, 蛋白质含量 12.21 %。
试 剂 : 盐 酸( 0.1 mol/L) 、氢 氧 化 钠( 1 mol/L) 、硫 酸 铜、硫酸钾、浓硫酸等, 均为国产分析纯。 1.2 主要试验仪器
HH- 4 型数显恒温水浴锅、JB,90- S 型数字显示转 速电动搅拌机、PFS- 3C 型酸度计、真空 2L- 1 型冷冻干 燥机、TDL- 5 型离心机。
7 1 - 1 - 1 1 1 - 1 - 1 1 1 1 41.51
8 1 - 1 - 1 - 1 1 1 1 1 1 1 37.80
9 1 - 1.68 0 0 0 0 0 2.83 0 0 44.20
10 1 1.68 0 0 0 0 0 2.83 0 0 86.10
11 1 0 - 1.68 0 0 0 0 0 2.83 0 73.71
心 10 min→倾去上清液→真空冷冻干燥→测定蛋白质
含量。
1.3.2 蛋白质含量的测定
米 糠 蛋 白 质 含 量 采 用 凯 氏 定 氮 法 [பைடு நூலகம்(] GB/T5511-
1985) , 蛋 白 质 换 算 系 数 为 5.95。
1.3.3 蛋白质提取率的计算[8]
米
糠
蛋
白
提
取
率(%)=
W1 W0
×100 %
[2] 房梁. 加速发展我国食用变性淀粉[J].工业技术经济,2001(6): 86 ̄ 87.
[3] 王 海 英 , 郭 祀 远 , 陈 玲,等. 植 酸 改 性 淀 粉 的 制 备[J].食 品 工 业 科 技,2003,24(3): 67 ̄68,71.
[4] 陈 夫 山 , 刘 丹 凤 , 魏 德 津.变 性 淀 粉 取 代 度 的 测 定[J].纸 和 造 纸 , 1999(1): 4. 收稿日期: 2006- 08- 22
基于MATLAB的苎麻新型生物酶脱胶工艺优化模型

生 物 酶脱胶 工 艺 流程 : 麻 一 酶液 浸渍 ( 同工 艺条 件 ) 水 洗 ( 一 精练 一 水 洗 ( 一 烘 干一 精 干 原 不 一 I) Ⅱ)
麻一 残 胶率 测试 . 残胶 率 测试 : 干重 约 为 5g的精 干麻 麻样 烘 至恒 重 , 将 迅速 放 于干燥 器 中冷却 , 重 并 记 录. 称 再将 麻样
摘 要 : 过 三 因子 二 次 通 用 旋 转 组 合 实 验 设 计 , 通 以温 度 、 H 值 、 液 浸 渍 时 间 等 为 主 要 因 子 , 立 以 精 炼 残 胶 p 酶 建 率 为 单 目标 的 苎 麻 新 型 生 物 酶脱 胶 工 艺 最 优 化 数 学 模 型 , 用 MAT AB软 件 对 最 优 化 工 艺 数 学 模 型 计 算 , 利 L 得 到 酶 脱 胶 的 最 优 化 工 艺 条 件为 : 度 5 . 6℃ , H 值 8 6 , 间 4 3 . 最 优 化 工 艺 条 件 下 , 脱 胶 处 理 温 98 p .2 时 .1 在 h 对 后 的精 于麻 的 质 量 作 对 比分 析 , 果 发 现 酶 液 对 麻 纤 维 韧 皮 的 作 用 更 加 深 入 , 质 的去 除 更 加 彻 底 , 胶 率 降 结 胶 残 低 , 维 支 数 提 高 , 维 制 成 率 提 高. 纤 纤 关 键 词 : 麻 ; 型 生 物 酶 脱 胶 ; 艺 优 化 ; 型 苎 新 工 模
文章 编 号 :6 22 7 (0 0 O 一0 50 1 7 —4 7 2 1 )l0 1—3
基 于 MA AB 的 苎 麻 新 型 生 物 酶 脱 胶 工 艺 优 化 模 型 TL
Matlab与化工数值计算ppt

Jack Little
Matlab简介
• MATLAB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。
– 功能强大的数值运算功 能
– 强大的图形处理能力 – 高级但简单的程序环境 – 丰富的工具箱与模块集 – 易于扩充
Matlab的计算器功能
>> 2000^1.8*(10^(-10.2158+1.7925e3/283+1.773e-2*2831.2631e- 5*283^2))^0.2/(20000*0.5^4.8*(0.3471*0.274^(-(1283/647.13)^0.28574))/0.2323)
回车可以得到结果
format命令
MATLAB命令
format short format short e format long format long e format rat format hex format bank
含义
短格式 短格式科学格式 长格式 长格式科学格式 有理格式 十六进制格式 银行格式
范例
3.1416 3.1416e+000 3.14159265358979 3.141592653589793e+000 355/113 400921fb54442d18 3.14
xy 1x1
8 double array
化学工程常用软件
数学软件:
• Matlab • Mathematica • Mathcad • Maple • Staticstica
化工模拟软件:
¾PRO/II (SimSci) ¾AspenPlus ¾ChemCAD ¾Flowtran ¾Superpro Designer ¾Fluent ¾CHEMKIN
基于MATLAB的旋转倒立摆建模和控制仿真

倒立摆系统作为一个被控对象具有非线性、强耦合、欠驱动、不稳定等典型特点,因此一直被研究者视为研究控制理论的理想平台,其作为控制实验平台具有简单、便于操作、实验效果直观等诸多优点。
倒立摆具有很多形式,如直线倒立摆、旋转倒立摆、轮式移动倒立摆等等。
其中,旋转倒立摆本体结构仅由旋臂和摆杆组成,具有结构简单、空间布置紧凑的优点,非常适合控制方案的研究,因此得到了研究者们广泛的关注[1-2]。
文献[3]介绍了直线一级倒立摆的建模过程,并基于MATLAB 进行了仿真分析;文献[4]通过建立倒立摆的数学模型,采用MATLAB 研究了倒立摆控制算法及仿真。
在倒立摆建模、仿真和研究中大多数研究者常用理论建模方法,也可以利用SimMechanics 搭建三维可视化模型仿真;文献[5]使用SimMechanics 工具箱建立旋转倒立摆物理模型,通过极点配置、PD 控制和基于线性二次型控制实现了倒立摆的平衡控制;文献[6]通过设计的全状态观反馈控制器来实现单极旋转倒立摆SimMechanics 模型控制,表明了SimMechanics 可用于不稳定的非线性系统;文献[7]通过单级倒立摆SimMechanics 仿真,研究了Bang-Bang 控制和LQR 控制对倒立摆的自起摆和平衡控制;文献[8]基于Sim⁃Mechanics 建立了直线六级倒立摆模型,并基于LRQ 设计状态反馈器进行了仿真控制分析。
本文首先采用Lagrange 方法建立了旋转倒立摆的动力学模型,在获得了旋转倒立摆动力学微分方程后建立了s-func⁃tion 仿真模型;然后,本文采用SimMechanics 建立了旋转的可视化动力学模型。
针对两种动力学模型,采用同一个PID 控制器进行了控制,从控制结果可以看出两种模型的响应曲线完全一致,这两种模型相互印证了各自的正确性。
1旋转倒立摆系统的动力学建模旋转倒立摆是由旋臂和摆杆构成的系统,如图1所示,旋臂绕固定中心旋转(角度记为θ)带动摆杆运动,摆杆可以绕旋臂自由转动,角度记为α。
基于MATLAB在旋转面及其方程教学中应用的教学设计

基于MATLAB在旋转面及其方程教学中应用的教学设计1. 引言1.1 研究背景旋转面及其方程是高等数学中的重要内容,对于建立学生的数学思维和解决问题的能力具有重要意义。
在传统的数学教学中,学生往往只是被passively 接受知识,缺乏实际操作和应用知识的机会。
而基于MATLAB的教学方法可以将数学理论与实际问题相结合,使学生能够更直观地理解数学知识的应用价值,并提高他们的数学建模能力。
目前国内对于基于MATLAB在旋转面及其方程教学中的应用进行的研究还较为有限,缺乏系统性的教学设计和实际案例分析。
有必要对MATLAB在旋转面方程教学中的应用进行深入研究和探讨,为改进高等数学教学提供新的思路和方法。
本文将围绕旋转面及其方程的概念展开讨论,介绍MATLAB在教学中的应用,并提出基于MATLAB的旋转面方程教学设计方案。
接下来将通过案例分析和教学效果评估,验证教学设计的可行性和效果。
希望通过本文的研究,为提高高等数学教学质量和学生学习效果提供参考和借鉴。
1.2 研究意义旋转面及其方程是高等数学中的重要知识点,对学生的数学思维能力和解题能力有很大的促进作用。
通过基于MATLAB的教学设计,可以让学生更直观地理解旋转面的特点和方程的推导过程,提高他们在数学建模和解决实际问题时的能力。
旋转面及其方程的学习不仅可以帮助学生深入理解函数的性质和图像,还可以为其打下坚实的数学基础,为以后学习更高级的数学知识和应用数学建模打下基础。
2. 正文2.1 旋转面及其方程概述旋转面是指在三维空间中随着一条曲线绕定轴线旋转而生成的曲面。
旋转面是几何学中的重要概念,具有广泛的应用。
在数学中,通常将旋转面描述为以曲线为轴线,曲线上每一点到轴线的距离始终相等的点的集合。
旋转面可以分为多种类型,如圆锥、双曲面、圆柱等。
圆锥是一种常见的旋转面,它由一条经过定点的直线(轴线)和一条定点以轴线为直径绕轴线旋转而成。
双曲面则是由两条不相交的曲线分别绕两个相交点的轴线旋转所得到的曲面。
仿真创新大赛化工类仿真创新应用 作品

《化工类仿真创新应用作品探究》一、研究背景作为当今社会发展的重要支柱之一,化工行业一直致力于提高生产效率、降低成本、保护环境和提高产品品质。
随着科技的不断进步,仿真技术在化工领域的应用越来越受到重视。
仿真创新大赛作为一个促进科技创新的评台,化工类仿真创新应用作品更是备受关注。
二、仿真技术在化工领域的应用1. 工艺仿真:通过建立化工生产过程的数学模型,对各种生产参数进行模拟和优化,从而提高生产效率和降低成本。
2. 设备仿真:借助仿真软件对化工设备进行模拟运行,可以预测设备故障、优化设备布局,并提高设备利用率。
3. 安全仿真:通过仿真技术可以模拟化工厂发生事故的情况,为化工企业制定安全生产方案提供重要依据。
三、优秀作品案例分析近年来,在化工类仿真创新应用领域涌现出了一批优秀的作品,这些作品在提高化工生产效率、降低成本、保护环境等方面都取得了显著的成就。
比如某作品利用仿真技术对化工生产过程进行优化,使生产效率提高了20%,并且降低了能耗10%;另一作品则针对化工设备进行仿真模拟,成功解决了设备运行不稳定的问题,大大提高了设备的可靠性和使用寿命。
四、个人观点和理解在我看来,化工类仿真创新应用作品的推出,不仅为化工行业的发展带来了新的突破和机遇,同时也为科技创新提供了更广阔的空间。
仿真技术的应用使得化工生产过程更加精细化、智能化,提高了工作效率,减少了生产事故的发生,有力地推动了化工行业的可持续发展。
总结回顾,化工类仿真创新应用作品的出现和发展在一定程度上改变了化工行业的传统生产模式,为行业带来了更多的创新和发展机遇。
我对化工类仿真创新应用的未来充满信心,并期待着更多优秀作品的涌现,为化工行业的发展贡献力量。
通过对化工类仿真创新应用作品的全面评估和探讨,相信读者对该主题有了更深入的了解和认识,也对相关的发展方向有了清晰的认识。
希望本文的内容能够给您带来启发和帮助,也期待着更多关于化工领域的技术创新。
一、研究背景随着全球化工行业的迅速发展和技术进步,化工类仿真创新应用作品在提高生产效率、降低成本、保护环境和提高产品品质方面发挥着重要作用。
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摘要 : 化工 生产过程影响 因素多 , 用机理 复杂 , 难得 到影 响 因子与 目标值 的 函数关 系方程 . 文通 作 很 本 过实例介绍了二次通用旋转组合设计 方法 在化 工中的应用 , 预测 回归方程可 以较好预测 各 因素在 不同
条件下对 目标值的影响效果 , 很好地用于指导实践操作. 关 键 词 : T A 回归分析 ; MA L B; 旋转 回归
H 0=2 gmm ( ¥F+( 一) N a a4 N P 1
me P : E E1 . l :
K 0=2 gm ^ a ma 4%( F+( 一) m ) n P1 c / o F 0=( F+( - ) N m 一 P 1 E N P2 e ( 一 )
4 回归方程 的显著性检验
3 回归系数 的计算
4 1 对 回归方 程进 行失拟 性 和显著 性检 验 .
为 了 以较 少 的实 验 次 数 而得 到 大 量 的信 息 , 本 实验采 用二 次数 学模 型 , 就是用 二次 多项 式 , 也
二 次模 型如 下 :
P <, p
F =
Sl s g A
,
式 中 : , 失拟平 方 和及 自由度 , s 为 J s 平 方 和及 自由度.
,
为误 差
Y b+ +∑ ・ +∑b・j = 。 x i x+∑b。
3 1 二次通 用 旋转 组 合设 计 中 回 归 系数 的参 数 .
E F K 、 0 E 、 0计算 、 、0 F 、0 G
3 2 回归 系数 b 、j m)b ( n 的计算 . 0 b ( 、 m, ) j
Y=[ .4 0 9 780 9 040 9 220 9 09 0 9 2 .2 .2 .0 .5 6
0. 7 4 0. 5 91 0. 6 9 6 5 0. 9 1 91 9 0 9 0. 74 9 94 0. 3 95
ed n
me 2( —0 = PP )% m c是全 因子 试验 或部 分 实
施 法 的试 验 次数
gmm mc(/ ) a a= 14
b 0=K sm( + 0;sm(O) 0 u Y E I u s- c
fr m =1: 0 P
N=ru d ( o n ( me+2 gmma gmm ) a a a 2
回归方程 中每一个 变量 的 作用 可用 t 验来 检
评价 , M T A 用 A L B提供 的逆累加分布函数 ty的 i n 计 算值 与统 计 量 t 进行 比较 , 不 显 著 的 回归 系 将
第 7期
孙纯国 , : 等 基于 M L B的二次通用旋转组合设计 方法在化工 中应用的仿真设 计 AT A
得 到 以下预测 回归方程 :
Y=0.9 5 29 +0. 9 7 xI一0.0 28 3 3 — 50 00 5 2 0 6x 0. 9 3 一0. 0 7 4 —0. 0 59—0. 0 4 7 — 00 41 x 023 0 08 009 0.0 5 3 — 0.0 6 4x1 084 03 4 2 + 0. 0 3 31 1 0 6 x 3 + 0. 0 4 00 4 4x1 4+ 0.0 9 4x 3— 0.0 3 6 2 01 4 2 0 9 9x 4+
J1 2 1 u. 02
文 章 编 号 :0725 ( 02 0 -0 92 10 -8 3 2 1 )70 4 4 4
基 于 MA L B的二 次 通 用旋 转 组 合 设计 方 法 TA 在 化 工 中应 用 的仿 真 设 计
孙 纯国 , 陈 丽
( 吉林化工学院 化工与材料工程 学院 , 吉林 吉林 12 2 ) 30 2
矩阵, 如在与试验中心点距离相同的球面上 , 则各 点的预测值 的方差都相等 , 则称这样 的设计为回
归旋转 设计 . 当试 验 有 P个 因 子 ( 量 ) 各 因子 取 一y, 变 ,
语言已成为集数值计算功能、 符号运算功能和 图
形处 理 功能 于一 身 的科 学 计 算语 言 , 直 受 到 工 一 程 应用 的各个 领域 的学者 和工 程师 们 的关 注 l L 1 引.
lm d4 28 a ba ( :)=[ . 10 8 .60 8 . 0 8 .60 8 .90 9 09 .3 .209 ]% A 4为计算 参数
A=l b a ( 、 a d4 P m
094009 1 ] .4 .5 %Y为试 验结果 4
f rm = 1: o P
s( O m)=sm( ( , . x :m) ¥Y) u x :m) (, .
和 。 , ,… , ) , =1 2 ( p.
计方法的计算机程序可以方便地进行试验实施计 划 表设 计 、 据 的统计分 析 和作 图. 以从 湿法 磷 数 现
酸副产 品 中提碘 的 研究 为 例 , 绍 了二 次通 用 旋 介 转 组合 设计 方法 在化工 中的应用 .
编 码公式 如下 :
=
2 二次回归旋转组合设计实施计划表
二次回归旋转设计是将试验点均匀地分布在 空 间半 径分别 为 P= 、 +1P= + 的 3个 球 0P= 、
面上 , 因而将 试验 点分 为三类 : 分布 在原 点 的零 水
D 6 +∑D ) ∑ c ( ,) . () o ( + o b y
文献 标 志码 : A 中 图分 类 号 : Q0 6 1 T 1 .
多 因子二 次 回归旋 转设 计 是将 试 验 设计 、 数
学模型的建立和模型的稳定性与精确性综合考虑 的多 因子试 验设 计 . 回归旋 转 设计 使 得 试 验 中心
点距 离相 等点上 预测 值 的方差 相 等 ,试 验者 可 根 据 预测值 直 接判 断 试 验 点 的好 坏 . T A MA L B算 法
: : ,
1 试验方案 的设计方法
y 一 二
‘
对 于一个 回归方程
Y b o+b Xl+b x+… +b xD l 2 p .
ni一
;
其 预测值 Y的方 差为 D( )= b +bx + 22 y D( o lI bx 十… + pp , bx )
P
b( j m)=( / 1E)¥sm( ( , . Y) t x :m) l
e nd fr m =1: 0 P
f rn = 1: o P
( 2 A ( c P+ gm a ) P+ ) / m 2 a m ^ )%计算总 4 的试验 次数
m。 =N—m 一 P%m 2 0是 中心点试 验次 数 % 产生 m 部分 实施计 划表 的结 构矩 阵
收稿 日期 :020 .9 2 1-41
平试 验 点 m 个 ; 布在 单 位 球 面上 的试 验 点 分 m 个, 分布 在 星号位 球 面上 的试验 点 m 个 , 的 总 试验次数为 N= o m + m + 。 m .用 M T A A L B算法
作者简介 : 孙纯 国(9 1) 男 , 17 - , 吉林省吉林 市人 , 吉林化工学 院化 工与材 料工程学 院讲师 , 硕士 , 主要从 事化工模 拟 计算等方面的研究. 通信作者 : 陈丽 , - a :hni8 1 2 .o E m i c el 0 @16 cm l 0
0 9 4 3 0 9 4 10. 4 9 5 2 0 9 9 6 0 9 4 3 . 5 . 6 9 7 8 0. 6 . 4 . 4
0. 2 9 9 9 0. 618 0. 5 95 9 7 0 9 6 5 0. 5 9 9 9 9 0. 7 9 0. F = me +2 g mm a4 a ^
式 中 : 为 回归 平 方 和 及 自由度 , 为剩 余 J s J, s 平 方 和及 自由度. 应 用 MA L B提 供 的 逆 累 加 分 布 函数 f v TA i n 的计 算值 与 统计 量 F 1进 行 比 较 , 果 用 统 计 量 如 F 进 行检 验 的结果 是显 著 的 , 要进 一 步考 察 原 1 就 因 , 变 二 次 回归 模 型 ; 果 检 验 结 果 是 不 显 著 改 如 的, 就要进 一 步用统 计量 F 二次 回归 方程进 行 2对
bj m)=( 0G )¥sm( ( , .%x : j ( F一 O u x : m) (,
m) I .= c Y)+G sm(O + 0 sm( O u s - E u Y) )
ed n
%产生 m 部分实施计划表的结构矩阵 0
x Nm ( - 0+1 N, : )= : 1P 0
由上式 可 以看 出 , =( ,:… , ) 上 , 在 , 点
预测值 Y的方差 D( ) Y 不仅与 戈 点在空间中的位 置有关 , 与 D( ,和 CV b,j 有关 , 而 与结 也 6) O ( b) 从 构设计 矩 阵 有 关. 因此 , 择 一 些 特 殊 的设 计 选
x=s n f n P -. ) i (f ( )0 5 g 2
b( n l m, )=(/ )¥sm( ( , . x : j 1 mc l x : m) i (,
n . Y) )
ed n ed n
f rm = 1: o P
%产生 m 部分实施计划表的结构矩阵 ,
xm ( c+1 2 m : : e+2木P, : 1 P)=ee P)水 y( (gmm ) 一a a xm ( e+2 2 m : : c+2水P 1 P , : )=ee P)木 y( ( a ma gm )
第2 9卷 第 7期 21 0 2年 7月
吉 林 化 工 学 院 学 报
J U N FJ I N TT T HE I A E HN L G O R ALO LN I S IU EOFC M C LT C O O Y I