带不等式路径约束最优控制问题的惩罚函数法

控制变量参数化（Control variable parameterization,CVP）方法是目前求解流程工业中最优操作问题的主流数值方法,但如果问题中包含路径约束,特别是不等式路径约束时,CVP方法则需要考虑专门的处理手段.为了克服该缺点,本文提出一种基于L1精确惩罚函数的方法,能够有效处理关于控制变量、状态变量、甚至控制变量/状态变量复杂耦合形式下的不等式路径约束.此外,为了能使用基于梯度的成熟优化算法,本文还引进了最新出现的光滑化技巧对非光滑的惩罚项进行磨光.最终得到了能高效处理不等式路径约束的改进型CVP架构,并给出相应数值算法.经典的带不等式路径约束最优控制问题上的测试结果及与国外文献报道的比较研究表明:本文所提出的改进型CVP 架构及相应算法在精度和效率上兼有良好表现.     

一种求解化工动态优化问题的迭代自适应粒子群方法

智能优化方法因其简单、易实现且具有良好的全局搜索能力,在动态优化中的应用越来越广泛,但传统的智能方法收敛速度相对较慢。提出了一种迭代自适应粒子群优化方法（IAPSO）来求解一般的化工动态优化问题。首先通过控制变量参数化将原动态优化问题转化为非线性规划问题,再利用所提出的迭代自适应粒子群优化方法进行求解。相比传统的粒子群优化方法,该种迭代自适应粒子群优化方法具有收敛速度更快的优点,主要原因是：该算法根据粒子种群分布特性自适应调整参数;该算法通过缩减搜索空间并迭代使用粒子群算法搜索最优解。将提出的迭代自适应粒子群方法应用到多个经典动态优化问题中,测试结果表明,该方法简单、有效,精度高,且收敛速度比传统粒子群算法有显著提升。     

基于多尺度分析与主元分析的聚丙烯熔融指数神经元软测量预报模型

Prediction of melt index （MI）, the most important parameter in determining the product＇s grade and quality control of polypropylene produced in practical industrial processes, is studied. A novel soft-sensor model with principal component analysis （PCA）, radial basis function （RBF） networks, and multi-scale analysis （MSA） is proposed to infer the MI of manufactured products from real process variables, where PCA is carried out to select the most relevant process features and to eliminate the correlations of the input variables, MSA is introduced to a~quire much more information and to reduce the uncertainty of the system, and RBF networks are used to characterize the nonlinearity of the process. The research results show that the proposed method provides promising prediction reliability and accuracy, and supposed to have extensive application prospects in propylene polymerization processes.     

免疫PSO_WLSSVM最优聚丙烯熔融指数预报

熔融指数（MI）是聚丙烯生产的重要指标,建立可靠的熔融指数预报模型非常重要。针对标准粒子群算法(PSO)在迭代过程中易出现粒子过早收敛而陷入局部最优的缺陷,通过引入免疫系统的抗体选择机制,构造了一种基于免疫机制的免疫粒子群优化算法(ICPSO),来保持更新粒子的多样性,从而克服标准粒子群算法过早收敛的缺陷;然后利用ICPSO方法对鲁棒最小二乘支持向量机预报模型(WLSSVM)进行参数寻优,得到最优的ICPSO_WLSSVM预报模型。以实际聚丙烯生产的熔融指数预报作为实例进行研究,结果表明所提出的ICPSO_WLSSVM模型的有效性和良好的预报精度。     

改进的变参数粒子群优化算法

为了提高标准粒子群优化(PSO)算法在收敛速度和优化精度上的性能,提出一种改进的变参数粒子群优化(MAPSO)算法.该方法以进化状态因子计算策略和进化状态估计模型为基础,引入了算法参数控制和变异算子,提高了算法的收敛速度和全局优化能力.在多个基准单峰和多峰优化问题上,对已有的2种算法和MAPSO算法进行了测试和比较,结果表明：在优化精度上,MAPSO算法在6个基准测试函数的4个测试函数上都优于另2种算法;在收敛速度方面,MAPSO算法在5个测试函数上都优于其他2个算法,体现了MAPSO算法在多个性能指标上的优越性.     

基于一般模型控制的高纯内部热耦合精馏策略

内部热耦合精馏塔（ITCDIC）是精馏节能控制的一个前沿。本文提出了一种基于一般模型控制（GMC）的内部热耦合精馏塔的先控策略,以解决导致传统线性控制策略难以得到较好控制效果的高纯下内部热耦合精馏塔的非线性。以苯-甲苯物系作为研究实例,对所提出的高纯ITCDIC控制策略进行了详细研究。设定值改变和过程扰动下的控制品质表明了所提出的高纯ITCDIC的GMC控制策略的切实有效性。     

氧化—UV固化胶印油墨技术与应用

随着我国胶印市场的稳步发展,特别是新型印刷设备的不断引进,国家生态环保政策的不断推行,胶印油墨也得到了较快发展,近两年环保大豆油墨的广泛应用,印刷质量水平不断提高,达到了国际化水平.随着人类生活的不断变化,数据信息化国际化水平的不断深入,环保高效高速印刷成了我国印刷业的实际需求,促进了氧化—UV固化胶印油墨技术的应用与发展.     

约束优先边值固定最优控制嵌套优化方法

针对边值固定的最优控制问题,提出一种约束优先嵌套优化方法,将边值固定问题转化为嵌套的2个边值无约束最优控制问题.将两点步长梯度法实行内层优化求解满足边值约束的可行控制策略,与无记忆拟牛顿法实行外层优化求解最优目标函数相结合,避免了罚函数法的不足,提高了优化算法收敛的稳定性和高效性.同时引入一种特殊的控制变量转换方法,通过中间变量和函数转换消除控制边界约束.经典实例的研究结果表明,该算法在收敛性能和求解效率方面具有显著的优越性.     

处理动态优化问题中控制变量路径约束的方法

目前国际上对动态优化问题中的状态变量路径约束已有一些研究,但专门处理控制变量路径约束的方法却鲜见报道. 本文首先介绍两种分别基于三角函数变换、约束算子截断来处理控制变量路径约束的方法,然后提出一种基于光滑化的二次罚函数方法. 光滑化罚函数方法不仅能够处理控制变量路径约束,而且还能同时处理关于状态变量的路径约束. 最后使用目前流行的控制变量参数化 (Control variable parameterization, CVP)策略对最终获得的、不再含控制变量路径约束的动态优化问题求解. 实例测试一展现了三种方法各自的特点;实例测试二表明了光滑罚函数方法的有效性和优越性.