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第1章 系统建模与仿真概论 1

1.1系统建模与仿真基本概念 1

1.1.1系统、模型与仿真 1

1.1.2过程系统建模与仿真 1

1.2现代建模与仿真技术的含义及其体系 4

1.3仿真技术的特殊作用 5

1.4过程系统仿真技术的应用 6

1.4.1辅助训练 6

1.4.2辅助设计 8

1.4.3辅助生产 8

1.4.4辅助研究 9

1.4.5仿真技术在过程安全领域中的应用 10

1.5习题 14

第2章 定量仿真建模方法 15

2.1仿真建模概述 15

2.1.1仿真建模分类 15

2.1.2过程系统稳态及动态建模原理 16

2.1.3仿真模型的评估 18

2.2常用定量建模数学方法 20

2.2.1初等几何法 20

2.2.2代数方程法 23

2.2.3动态补偿法 28

2.2.4通道动态模型测试法 30

2.2.5微分方程法 34

2.2.6偏微分方程法 39

2.2.7图论法 42

2.3过程系统仿真建模举例 50

2.3.1PID控制器模型 50

2.3.2自动控制阀的机械特性模型 52

2.3.3自动控制阀的流通能力计算 53

2.3.4自动控制阀的流量特性建模 54

2.3.5离心泵特性建模 58

2.3.6列管式热交换器传热过程建模 59

2.3.7精馏塔系统动态建模 63

2.3.8间歇反应系统建模 77

2.3.9工业加热炉系统建模 94

2.3.1065t／h环保锅炉系统建模 106

2.4动态仿真模型的特点及注意事项 128

2.5习题 130

第3章 连续系统定量仿真算法 133

3.1连续系统定量仿真算法分类 133

3.2高阶常微分方程数值解法 134

3.2.1数值积分原理 134

3.2.2欧拉法及四阶龙格-库塔法积分公式 136

3.2.3几个基本概念 137

3.2.4常用数值积分方法及选择 141

3.3联立方程法仿真算法 142

3.3.1计算方法 143

3.3.2计算程序 145

3.3.3计算举例 146

3.4序贯模块法仿真算法 151

3.4.1原理简述 152

3.4.2典型模块积分公式推导 152

3.4.3基本模块算法 155

3.4.4仿真程序 157

3.4.5计算举例 157

3.4.6程序的扩展 163

3.5习题 166

第4章 定性仿真、建模及应用 168

4.1定性仿真基础 168

4.1.1定性仿真概论 168

4.1.2定性线性代数方程及求解方法 171

4.1.3定性常微分方程及求解 176

4.1.4推理引擎及算法 181

4.2符号定向图原理与建模 184

4.2.1符号定向图原理 184

4.2.2SDG建模方法和原则 189

4.2.3SDG模型的主要推理机制 192

4.2.4SDG建模实例 193

4.2.5SDG模型简化 203

4.3基于SDG技术的危险识别、分析与安全评价 204

4.3.1过程系统危险识别与分析 204

4.3.2HAZOP基本原理 210

4.3.3SDG-HAZOP技术 226

4.4基于SDG技术的故障诊断 252

4.4.1故障诊断概述 252

4.4.2基于SDG技术的在线危险识别与诊断 256

4.4.3基于SDG技术的报警自解释仿真实验案例 267

4.4.4基于SDG技术的智能仿真训练系统 291

4.5习题 299

参考文献 303