ПРЕДИКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ТРУБЧАТОГО РЕАКТОРА С УЧЁТОМ РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПРЕДИКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ТРУБЧАТОГО РЕАКТОРА С УЧЁТОМ РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ПАРАМЕТРОВ
Авторы:
Игнатьев М.А.
Аннотация:
Проблема поддержания заданного температурного профиля в трубчатых реакторах экзотермического синтеза усугубляется пространственной распределенностью термодинамических полей и нелинейностью химической кинетики. Классические алгоритмы регулирования неспособны упреждающе компенсировать конвективное транспортное запаздывание, что создает предпосылки для термического разгона. Целью работы выступает синтез робастного предиктивного регулятора, функционирующего в условиях параметрической неопределенности дезактивации катализатора. Методологическую основу исследования составляет конечно-разностная дискретизация гиперболических уравнений математической физики, параметры которой ограничиваются критерием Куранта-Фридрихса-Леви для предотвращения численных осцилляций. Архитектура замкнутого контура опирается на сценарную формулировку многокритериальной оптимизации, агрегирующую ансамбль из 20 дискретных реализаций кинетических констант. Вычислительные эксперименты на модели окисления о-ксилола фиксируют снижение интегральной квадратичной ошибки температурного профиля относительно каскадных схем при ступенчатых флуктуациях расхода сырья. Пиковые отклонения в зоне максимального тепловыделения ограничиваются двумя градусами, надежно удерживая процесс в безопасном коридоре. Профилирование алгоритма квадратичного программирования подтверждает его вычислительную состоятельность на микропроцессорных платформах промышленных логических контроллеров. Среднее время решения задачи не превышает 80 миллисекунд, что позволяет использовать период квантования 200 мс и свидетельствует о возможности внедрения методики на действующих непрерывных производствах.
Ключевые слова:
Трубчатый реактор, распределенные параметры, предиктивное управление, робастная оптимизация, квадратичное программирование, критерий Куранта-Фридрихса-Леви, пространственная дискретизация, экзотермический синтез.
Цитировать статью:
-
Игнатьев М.А.
-
ПРЕДИКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ТРУБЧАТОГО РЕАКТОРА С УЧЁТОМ РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ПАРАМЕТРОВ
-
// Research and Development in Modern Science.
-
2026. №1.
-
URL: https://modernrd.ru/archive/rdms-2026-1-6.pdf
-
(дата обращения: 05.10.2026).