【正文】 設計型問題： 不斷調節(jié)輸入參數和設備工藝結構參數。 2） 建立數學模型的要求和規(guī)則 對描述對象本質的深刻理解，方程包括： (1)物料衡算和能量衡算方程； (2)物流局部微元的“基本”過程方程； (3)各種過程參數間理論的、半經驗的或純經驗的關聯(lián)式； (4)對過程參數的約束。h1（ 4）過程系統(tǒng)綜合 (Synthesis)與集成（ Integration) 待綜合的過程系統(tǒng) 給定的或可選擇的輸入 所要求的或希望的輸出 過程系統(tǒng)綜合是指按著規(guī)定的系統(tǒng)特性，尋求所需的系統(tǒng)結構及其各子系統(tǒng)的性能，并使系統(tǒng)按規(guī)定的目標進行最優(yōu)組合；是過程系統(tǒng)設計中最具創(chuàng)造性的步驟。 新世紀開始至現在 ，擴展時期，研究范圍和研究內容都在擴大。產生的基礎是化學工程、系統(tǒng)工程、運籌學、數值計算方法、過程控制論及計算機技術等學科。數學規(guī)劃法把過程系統(tǒng)優(yōu)化問題表征為目標函數和一系列等式、不等式約束的多變量數學模型，然后采用適宜的算法獲得問題的最優(yōu)解或近優(yōu)解。 第三步 ，采用已確認的數學模型進行模擬，作為過程系統(tǒng)的優(yōu)化和綜合研究的基礎。 例：苯－甲苯混合器 M i x e rS 1S 2S 3????????????????),min( 213332211332211332211321PPPhFhFhFxFxFxFxFxFxFFFFTTTBBB）（或11111 ,),(, PhxxF TB 22222 ,),(, hxx TB 33333 ,),(, PhxxF TBm=12 n=4 d=8 2） 設計變量的選擇 （ 1）所選擇的設計變量間是相互獨立的； （ 2）應使模擬問題的求解盡量方便。 組合各子系統(tǒng)，求解整個大系統(tǒng) 按大系統(tǒng)特性，將各個子系統(tǒng)的求解有機地結合起來，實現整個系統(tǒng)的優(yōu)化目標 混 合器 ①混 合器 ②氨 合 成 塔③壓 縮 機換 熱 器分離器④分 離 器 ⑤分 流 器 ⑥122 344567891 0新 鮮原 料 氣產 品 N H3排 空壓 縮 機1 0氨 合 成 塔③換 熱 器低 壓 分 離 器 ⑤47混 合器 ①2混 合器 ②3分離器④45對氨合成系統(tǒng)，識別出 2個帶有循環(huán)的不可分割子系統(tǒng)。 自由度（ degree of Freedom)： D V ar iable E qua tionsN N N? ? ? ?變 量 數 獨 立 方 程 數 ND0 不定方程組，有無窮個解 ND0 過度設定，形成矛盾方程，割除冗余方程 ND=0 正確設定，方程組有唯一解 設計變量：預先賦值的變量（ ND個） 狀態(tài)變量：除設計變量外的變量 (NEquations個 ) 狀態(tài)方程： NEquations個方程 實例 : ① 混合器 獨立方程包括 壓力平衡方程 : ),m in( 213 PPP ?物料衡算方程 : 332211321FxFxFxFFFjjj ????)1(,. ...,2,1 ?? Cj熱量衡算方程 : 332211HFHFHF ??C+2 F1,P1,T1,x11,x21, …,xc1， 1 F2,P2,T2,x12,x22, …,xc1， 2 F3,P3,T3,x13,x23, …,xc1， 3 混合器的獨立方程數 ： 2?? Cm混合器的自由度： )2(2)2()2(3 ???????? CCCmnd 說明： 兩獨立流股混合過程的自由度為兩個獨立流股自由度之和 。 本課程的研究方法和特點 特點：系統(tǒng)的方法論、研究對象為一個 整體、優(yōu)化的思想。 （ 3）過程系統(tǒng)優(yōu)化 （ Optimization) 過程系統(tǒng)優(yōu)化是實現過程系統(tǒng)優(yōu)化設計、優(yōu)化操作、優(yōu)化控制和優(yōu)化管理的數學手段。目的是在總體上達成技術及經濟上的最優(yōu)化，以符合可持續(xù)發(fā)展的要求 。 過程系統(tǒng)工程的研究內容 （ 1）基礎部分 過程穩(wěn)態(tài)模擬 過程系統(tǒng)優(yōu)化 過程系統(tǒng)綜合與集成 過程動態(tài)分析與控制 （ 2）擴充部分 面向過程工業(yè)的經營管理系統(tǒng)