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相似文献
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1.
韩红桂  张璐  乔俊飞 《化工学报》2017,68(4):1474-1481
为了满足污水处理过程出水水质排放达标的同时降低运行能耗,提出了一种基于多目标粒子群的污水处理多目标智能优化控制方法。首先,通过分析污水处理运行数据,建立了基于自适应回归核函数的污水处理能耗和出水水质模型;其次,设计出一种污水处理多目标优化方法,利用多目标粒子群优化算法同时对污水处理自适应能耗和出水水质模型进行优化,获得溶解氧和硝态氮浓度的优化设定值;最后,利用PID控制器对溶解氧和硝态氮浓度优化设定值进行跟踪控制,实现了污水处理过程的多目标优化控制。基于污水处理基准仿真平台BSM1的实验结果显示,该多目标优化控制方法不但能够保证出水水质达标,而且能有效降低污水处理过程的能耗。  相似文献   

2.
针对循环流化床锅炉燃烧过程多变量耦合、时滞、非线性等复杂过程特性和经济运行要求,提出了一种结合经济性能优化与多变量控制的双层预测控制策略,可在实现主蒸汽压力、料床温度和烟气含氧量约束控制的基础上,优化燃烧过程的经济性能。工业应用实例表明,该控制策略不仅能有效提高燃烧过程主要工艺参数的平稳性,而且能降低单位蒸汽的燃煤消耗量,具有显著的经济效益。  相似文献   

3.
本文是对化工中非定态操作的综述,过程的严格意义上说都是非定态的。模型化是处理非定态操作的主要工具。非定态操作可以用于实现多种目标,如用于进行过程的鉴别,强制的非定态操作以改善过程的性能,作为对过程实现优化的手段等等。另外,间歇操作作为一种非定态操作,其控制和优化非常值得重视。  相似文献   

4.
炼焦生产过程质量产量能耗的集成优化控制   总被引:4,自引:1,他引:3  
王伟  吴敏  雷琪  曹卫华 《化工学报》2008,59(7):1749-1754
针对炼焦生产过程强非线性、大时滞等特点,基于过程参数的主元分析和灰色关联分析,建立了焦炭质量、产量及焦炉能耗的神经网络预测模型和以焦炭质量为约束条件,产量、能耗为目标函数的优化控制模型。提出一种融合模糊C均值聚类粗优化和差分进化细优化的集成优化控制方法,进行过程参数的优化并给出操作优化指导。系统仿真结果表明,该方法能有效地抑制工况的波动,达到高产、优质、低耗的生产目标,为复杂工业过程的建模和优化控制提供了一种新思路。  相似文献   

5.
化工过程预测控制的在线优化实现机制   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
罗雄麟  于洋  许鋆 《化工学报》2014,65(10):3984-3992
多层结构的预测控制已逐渐成为工业过程控制领域的主流控制方案。在此控制架构基础上,根据操作工或工艺优化所给定期望值的不同,将稳态优化问题具体化为两种基本情况,并对此提出基于复合目标函数的优化问题,可针对不同过程要求退化为线性、二次或二者兼有的优化问题形式。为保证最优目标的可行性并在一定程度上避免关键变量饱和,对不可行的期望值适当调整。将所得最优目标增量化处理后送入模型预测控制动态控制层,确保了上下层之间变量传递的一致性。包含约束的全混槽反应器系统仿真实例表明,流程的优化实现层可针对不同的过程要求有效给出最优目标以便动态控制,说明了该优化流程的可行性。  相似文献   

6.
李霏  杨翠丽  李文静  乔俊飞 《化工学报》2019,70(5):1868-1878
针对污水处理过程控制中能耗过大、出水水质超标严重等问题,提出了一种基于均匀分布的NSGAII(non-dominated sorting genetic algorithm II based on uniform distribution, UDNSGAII)多目标优化智能控制系统。首先,该方法以污水处理能耗和出水水质作为优化目标,建立多目标优化模型。其次,为了获得溶解氧和硝态氮的优化设定值,提高Pareto解的性能,该算法将种群映射到目标函数对应的超平面, 并在该平面上进行聚类以增加解的多样性。此外,加入分布性判断模块和分布性加强模块提高解的分布性。最后,采用比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制器对溶解氧和硝态氮的优化设定值进行底层跟踪控制。为了验证该算法的有效性,采用国际基准的污水处理仿真平台(benchmark simulation model No.1, BSM1)来进行实验。结果显示,所提出的UDNSGAII多目标优化控制方法能够在满足出水水质达标的同时,有效地降低污水处理过程能耗。  相似文献   

7.
考虑优化级多目标优化控制问题,提出一种基于区间运算的字典序多目标模型预测控制算法。对约束线性系统,结合字典序列法和滚动优化原理,建立按优先级定义的分层多目标模型预测控制策略。在此基础上,引入区间运算法则,在线求解预测控制量。通过一双容水箱单输入双输出液位控制,仿真验证了该方法的有效性。  相似文献   

8.
为了满足污水处理过程出水水质排放达标的同时降低运行能耗,提出了一种基于多目标粒子群的污水处理多目标智能优化控制方法。首先,通过分析污水处理运行数据,建立了基于自适应回归核函数的污水处理能耗和出水水质模型;其次,设计出一种污水处理多目标优化方法,利用多目标粒子群优化算法同时对污水处理自适应能耗和出水水质模型进行优化,获得溶解氧和硝态氮浓度的优化设定值;最后,利用PID控制器对溶解氧和硝态氮浓度优化设定值进行跟踪控制,实现了污水处理过程的多目标优化控制。基于污水处理基准仿真平台BSM1的实验结果显示,该多目标优化控制方法不但能够保证出水水质达标,而且能有效降低污水处理过程的能耗。  相似文献   

9.
基于有序的聚合物脉振注射成型多目标优化   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了在脉振注射成型过程中提高制品质量、缩短成型周期、降低能耗,提出了混合集成智能多目标优化的思想.针对优化目标有序的特征,采用了分层多目标优化策略,首先优化脉振注射成型制品的质量指标,在保证制品质量指标最优的前提下,再对成型周期和能耗进行优化,然后对两种材料的优化结果进行对比分析.其应用前景广阔,具有较大的经济意义.  相似文献   

10.
孙力  樊希山  姚平经 《化工进展》2003,22(Z1):57-61
应用模糊优化原理求解化工多目标优化问题.基于相对优属度的多目标模糊优化法适合复杂系统的求解,而且在过程中充分运用了空间图形直现的特性,达到了问题求解的过程简约化.本文作者以合成氨凝液回收系统的多目标优化为例,说明化工过程多目标优化适宜解的模糊确定.  相似文献   

11.
稳态目标优化的稳定MIMO约束预测控制   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
A two-stage multi-objective optimization model-predictive control algorithms(MPC) strategy is presented. A domain MPC controller with input constraints is used to increase freedom for steady-state objective and enhance stabilization of the controller. A steady-state objective optimization algorithm oriented to transient process is adopted to realize optimization of objectives else than dynamic control. It is proved that .the stabilization for both dynamic control and steady-state objective optimization can be guaranteed. The theoretical results are demonstrated and discussed using a distillation tower as the model. Theoretical analysis and simulation results show that this control stratek--v is efl$cient and provides a good strategic solution to uractical urocess control.  相似文献   

12.
许锋  蒋慧蓉  王锐  罗雄麟 《化工学报》2014,65(4):1303-1309
化工过程的总体裕量可以用操作优化的经济效益进行评价,根据稳态优化和动态优化的经济效益可进一步划分为服务于操作控制的控制裕量和表征过程可实现经济效益的工艺裕量,二者都与化工过程的控制性能有关。针对具有一定裕量的化工过程进行多目标动态优化,优化目标分别为操作点的经济效益与动态过程中的控制性能指标,采用0-1变量描述控制结构,将控制结构和控制器参数也作为优化变量进行混合整数动态优化,采用Constrained NSGA-Ⅱ算法求解非劣解集,根据非劣解集分析总体工艺裕量、总体控制裕量与控制性能指标的关系。通过催化裂化装置的实例分析发现,对于具有一定裕量的化工过程,控制性能越高,所需的总体控制裕量越多,表征操作优化可实现经济效益的总体工艺裕量越少,只有通过对总体控制裕量和总体工艺裕量进行权衡,才能找到兼顾工艺要求和控制性能的工艺操作点和控制设计方案。  相似文献   

13.
龙文  梁昔明  龙祖强  李山春 《化工学报》2011,62(10):2854-2860
引言石油生产过程与任何输入输出系统一样,长期以来积累了其注水井的注入率和生产井的产出率等丰富历史数据,通过对这些数据的分析,可以得到有关各注水井和各生产井的连通性信息,实时优化各注水井的最优注入率和各生产井的最优产出率,并及时调整各注入井和各生产井对应控制系统的设定值,可使石油开采过程保持在最优工况下运行[1-2]。  相似文献   

14.
Considering the demand for the sequential regulation of manipulated variables in actual industrial process control, the conventional solution of double-layer model predictive control faces the problem that the weight coefficients are difficult to tune. This paper proposes an improved hierarchical optimization method for manipulated variables in the steady-state optimization layer of double-layer model predictive control. The proposed method can adjust the manipulated variables sequentially without an accurate weight coefficient to avoid difficulty in tuning the weight coefficients. The relation between the optimal solution and the feasible region of the steady-state optimization layer is analysed to describe the reoptimization of the key manipulated variables. The impact of the economic cost coefficient on the optimal solution with the sensitivity analysis method is studied, and the complexity of using the weight coefficient to solve the priority optimization problem of the manipulated variables is assessed. The steady-state optimization solution procedure is improved based on the theory of the multiobjective complete hierarchical method. The hierarchical and sequential optimization of the manipulated variables results in expanding the space and freedom of the key manipulated variables, increasing efficiency, reducing consumption, and improving economic performance. The improved hierarchical optimization method is direct and simple in achieving optimization sequentially and satisfies the need for adjusting the manipulated variables according to human intentions.  相似文献   

15.
许锋  罗雄麟 《化工学报》2009,60(3):683-690
用动态优化的方法求解催化裂化装置再生器的工艺裕量与控制设计。对于该多目标混合整数动态优化问题,通过ε-约束法处理多目标优化问题,将控制性能目标函数转化为控制性能约束;通过将0-1变量松弛化、引入附加等式约束求解混合整数动态优化问题。求解得到非劣解集,绘制关于控制性能指标和工艺指标的关系曲线,发现系统对控制器性能的要求愈高,所需要的裕量应愈大。由此进行折中处理,从而找到兼顾工艺要求和控制性能的催化裂化装置再生器优化设计方案。  相似文献   

16.
针对化工过程系统优化中广泛存在着边值固定的动态优化问题,该问题的求解数学上还没有有效的方法,现今的方法之一是将问题转化为多目标优化问题.本文在粒子群优化(PSO)算法的基础上,提出在PSO算法中加入惩罚项,同时对局部极值与全局极值作进一步的调整,使PSO算法适用于求多目标优化问题理想有效解,该算法对多目标问题起到边优化边求理想有效解的功效;即只用一步即可求理想有效解,这使得在求解速度上大为加快.最后将其用于间歇反应器的最佳反应温度边值固定动态优化控制的实际运用中,取得良好效果.  相似文献   

17.
非线性污水处理过程的多目标优化   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
徐恭贤  韩雪 《化工学报》2013,64(10):3665-3672
研究了复杂非线性污水处理过程的多目标优化。针对污水处理过程的非线性动力系统,建立了使污水处理过程运行成本和描述实际输出与期望输出偏差的平方可积误差设计指标同时达到最优的多目标优化模型。采用间接优化方法,首先将描述污水处理过程优化的多目标非线性问题转化为多目标线性规划问题,然后利用遗传算法对其进行求解。本文方法不仅获得了多目标优化问题的近似Pareto前沿,而且由于采用的是多目标线性规划方法,所以具有计算成本低的优点。  相似文献   

18.
炼油厂氢气网络建模与多目标优化(英文)   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
The demand of hydrogen in oil refinery is increasing as market forces and environmental legislation, so hydrogen network management is becoming increasingly important in refineries. Most studies focused on single-objective optimization problem for the hydrogen network, but few account for the multi-objective optimization problem. This paper presents a novel approach for modeling and multi-objective optimization for hydrogen network in refineries. An improved multi-objective optimization model is proposed based on the concept of superstructure. The optimization includes minimization of operating cost and minimization of investment cost of equipment. The proposed methodology for the multi-objective optimization of hydrogen network takes into account flow rate constraints, pressure constraints, purity constraints, impurity constraints, payback period, etc. The method considers all the feasible connections and subjects this to mixed-integer nonlinear programming (MINLP). A deterministic optimization method is applied to solve this multi-objective optimization problem. Finally, a real case study is intro-duced to illustrate the applicability of the approach.  相似文献   

19.
Process automation involves both steady-state optimization and feedback control. In this paper, the economic optimum steady-state operating conditions for a petroleum crude distillation process are determined using a tray-to-tray model. This model is used to evaluate the steady-state operation achieved with several multivariable process control designs. Only one controller design was found to result in essentially optimum steady-state operation; others deviated significantly. The method applied in this paper relies on a knowledge of the key disturbances occurring in the process; good economic performance may not be obtained should other disturbance types occur. The results demonstrate the importance of implementing the operations optimization through a control strategy which will respond properly to disturbances.  相似文献   

20.
The optimization of a batch cooling crystallizer has been traditionally sought with respect to the cooling profile and seeding characteristics that keep supersaturation at an optimum level throughout the operation. Crystallization processes typically have multiple performance objectives and optimization using different objective functions leads to significantly different optimal operating conditions. Thus different temperature profiles and seeding characteristics impose a complex interplay on the crystallizer behavior and there is a trade-off between the performance objectives. Therefore, a multi-objective approach should be adopted for optimization of a batch crystallizer for best process operation. This study presents the solution of various optimal control problems for a seeded batch crystallizer within a multi-objective framework. A well known multi-objective evolutionary algorithm, the elitist Nondominated Sorting Genetic Algorithm, has been adapted here to illustrate the potential for the multi-objective optimization approach.  相似文献   

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