混杂系统建模：简化SMB过程与混合逻辑动态模型验证

本文主要探讨了模拟移动床（Simulated Moving Bed, SMB）过程的混杂系统建模方法。模拟移动床是一种工业过程，其中连续变量（如流体流量、浓度等）与离散变量（如吸附剂的状态变化、床层位置等）共存，形成了典型的混杂系统。传统的平衡扩散模型在处理这种复杂性时可能存在局限性。 作者从混杂系统的视角出发，首先对模拟移动床过程的平衡扩散模型进行了简化处理，以便更好地捕捉到系统中各部分之间的交互作用。他们引入了混合整数动态模型（Mixed Integer Dynamic Model, MIDM），这是一种结合了连续和离散决策的数学模型，能够有效地刻画移动床操作中的多尺度行为。混合逻辑动态模型（Hybrid Logical Dynamic Model, HLD）是MIDM的一种具体形式，它结合了逻辑门和微分方程，使得模型既能处理离散事件又能描述连续变化。 为了验证新模型的有效性，研究者应用了一些近似处理技术，将复杂的非线性问题转化为易于求解的形式。通过仿真实验，他们使用了一种混杂非线性的Benchmark模型，模拟移动床的实际操作情况，对比分析了所建立的HLD模型与传统模型在预测性能、计算效率和准确性方面的差异。实验结果显示，新模型能够更准确地描述和预测移动床过程的动态特性，证明了其在混杂系统建模领域的实用价值。 这篇文章为模拟移动床过程的混杂系统设计提供了一种创新的建模方法，对于优化工艺控制、提升过程效率以及深入理解这类复杂系统具有重要意义。通过混合逻辑动态模型，研究者能够更好地理解和预测混杂系统的行为，从而在实际工业应用中实现更精确的操作和控制。