均匀实验设计在化学反应动力学建模中的应用研究I.非线性代数动力学模型

摘要

化学反应动力学模型能为工业反应器选型、设计、控制和优化提供重要指导.通常建立动力学模型时实验与计算工作量大、误差大,特别是高压、高温、真空或固相反应等苛刻条件下操作时取样难度高、误差大,导致模型精度低.本文以串联反应为对象,首次提出用均匀实验设计方法配置实验点,仅通过6组实验数据便获得了全部模型参数,参数估计值与真值相对误差最大为4.35％.利用统计学方法验证了模型的准确性、可靠性和显著性.不同随机误差标准差(0.001,0.01,0.1)下参数估值基本一致.不同水平数(6,7,9,12)下参数估计值与真值的相对误差可控制在6％以内.拟水平均匀实验设计的运用在保证参数估计精度的同时,减少了因素水平数.