建模方法的简介及对比——机理建模

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建立过程模型的方法一般可以分为三种：1 通过理论分析建立机理模型；
2 通过实验测试数据、历史运行数据等数据建立数据模型；
3 将理论建模与数据建模两种方法相结合建立混合模型。
建立理论模型的问题可称作“白箱”问题，由给定输入输出经验数据建模的问题可称为“黑箱”问题，将理论建模与数据建模结合起来使用的方法则可称为“灰箱”问题。



今天主要想介绍一下机理建模。

机理建模是根据系统的工作原理，运用一些已知的定理、定律和原理推导出描述系统的数学模型（例如在化学工业流程中遵循的基本定理：质量守恒定理、能量守恒定理、动量守恒定理、热力学定理、化学反应速率方程等定理）。

机理关系可以很清楚的展示内在结构和联系，机理模型的物理概念比较明确，能较详细的反映出生产设备内部的工作过程的机理，并可以在较大的变动范围内对过程的行为进行研究。在很多情况下，只要建立起合理可靠的机理模型，对象系统的行为预测、模拟控制和结构优化等问题就可以比较容易地得到解决，机理模型的优点是不需要很多的过程数据，因此，当建模对象是一个新的工艺或者是新的装置，缺少历史数据积累时，机理建模就是必要的选择。新工艺路线的设计和验证，都非常依赖基于机理建立的模型。而对于一个新的生厂企业或者是老企业的新装置，缺乏历史数据，采用机理建模也是必需的。

人类长时间发展积累下了丰富的知识和完整的学科，利用科学知识为基础的机理关系建立数学模型，对于工业过程的发展和进步来起到非常重要的作用，并且随着科技的进一步发展，对于现在及未来的工业发展，基于机理建立的模型必将起到更关键的作用。

tianshanxue

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谢谢楼主分享

chenhaijunsjy

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