用列队竞争算法来解分离序列综合问题

提出了一种分离序列超结构的简洁表达方式,对N个组分的混合物分离问题,仅需N-1个整数即可表示所有的分离序列。基于所提出的超结构表达方式,确定了产生相邻分离序列的策略。在此基础上用作者提出的列队竞争算法对较大规模的分离序列综合问题进行了计算,结果表明用列队竞争算法只需搜索极少的解空间就能找到最优或接近最优的分离序列。     

基于流程模拟器和列队竞争算法的蒸馏优化设计

文章提出了基于流程模拟器与列队竞争算法的蒸馏过程优化设计方法。以总费用最少为目标函数,建立了蒸馏过程优化设计的混合整数非线性规划模型,其中考虑了蒸馏序列和热集成情况。流程模拟器对蒸馏过程的模拟与列队竞争算法的优化搜索交替进行,迭代计算直到收敛到最优解。将文中提出的方法应用于从C4混合物中分离1-丁烯的蒸馏过程优化设计,得到了最优的蒸馏序列和热集成流程结构,以及各塔的最优设计与操作参数。     

全局优化搜索新算法列队竞争算法(Ⅱ)解网络综合问题

本文给出了列队竞争算法解组合优化问题的框架和确定变异领域的两条原则.对管路网络综合问题和换热网络综合问题确定了相应的变异领域,用列队竞争算法分别解这两个网络综合问题,所得到的最优解优于文献报道的结果.     

全局优化搜索新算法──列队竞争算法(Ⅱ)解网络综合问题

本文给出了列队竞争算法解组合优化问题的框架和确定变异领域的两条原则 .对管路网络综合问题和换热网络综合问题确定了相应的变异领域 ,用列队竞争算法分别解这两个网络综合问题 ,所得到的最优解优于文献报道的结果 .     

A NEW ALGORITHM FOR GLOBAL OPTIMIZATION SEARCHLINE-UP COMPETITION ALGORITHM (Ⅱ) SOLVING NETWORK SYNTHESIS PROBLEMS

本文给出了列队竞争算法解组合优化问题的框架和确定变异领域的两条原则 .对管路网络综合问题和换热网络综合问题确定了相应的变异领域 ,用列队竞争算法分别解这两个网络综合问题 ,所得到的最优解优于文献报道的结果 .     

全局优化搜索新算法--列队竞争算法(Ⅰ)解非线性和混合整数非线性规划问题

提出了一种称为列队竞争算法(LCA)的群体搜索算法,该算法在进化过程中始终保持着独立并行进化的家族,通过家族内部的生存竞争和家族间的地位竞争这两种不同的竞争方式,使群体快速进化到最优或接近最优的区域.根据家族的目标函数值大小排列成一个列队,按列队中家族地位的不同分配不同的搜索空间,使局部搜索与全局搜索达到均衡,同时,应用逐步收缩搜索空间技术加速收敛速度.数值计算表明,列队竞争算法的搜索效率优于遗传算法和模拟退火法等算法.     

全局优化搜索新算法——列队竞争算法(Ⅰ) 解非线性和混合整数非线性规划问题

提出了一种称为列队竞争算法(LCA)的群体搜索算法,该算法在进化过程中始终保持着独立并行进化的家族,通过家族内部的生存竞争和家族间的地位竞争这两种不同的竞争方式,使群体快速进化到最优或接近最优的区域.根据家族的目标函数值大小排列成一个列队,按列队中家族地位的不同分配不同的搜索空间,使局部搜索与全局搜索达到均衡,同时,应用逐步收缩搜索空间技术加速收敛速度.数值计算表明,列队竞争算法的搜索效率优于遗传算法和模拟退火法等算法.     

列队竞争算法在水污染控制系统规划中的应用

水污染控制系统规划可归结为非线性规划来求解,应用列队竞争算法对水污染控制系统规划问题的求解进行了研究,对文献中的实例求解结果表明,列队竞争算法的计算结果优于遗传算法的计算结果,列队竞争算法为求解水污染控制系统规划问题提供了一种有效方法.     

锅炉蒸汽系统多操作周期的优化调度

针对锅炉蒸汽系统必须满足外界蒸汽的需求发生周期性变化的情况,提出了每个周期的操作费用和周期之间锅炉启动和停运的转运费用的优化调度问题.针对此混合整数非线性规划问题,提出了用列队竞争算法和动态规划法分步求解的计算方法,所需的计算时间仅与周期数成正比,而且能得到全局最优解.两个实例说明了该方法的有效性.     

基于流程模拟器和列队竞争算法的精馏操作优化

精馏是高耗能的操作单元,对其进行操作优化是企业实现节能降耗、提高经济效益的有效手段。本文提出列队竞争算法与流程模拟软件相结合的精馏操作优化方法,通过MATLAB-Aspen Plus的接口工具调用Aspen Plus模拟精馏操作过程,得到目标函数值,使用列队竞争算法对其进行操作条件的优化。将所提出的方法应用于某石化企业催化裂化主分馏塔的操作优化,其中目标函数值同时考虑了热能利用与产品分布,优化求解得到了总体效益最大的优化操作方案。     

考虑时变风险的成品油二次配送路径优化

成品油属于易燃易爆炸危险品,其配送过程一旦发生事故后果严重。考虑到配送过程人群聚集程度、载重和车速的动态变化,本文建立时变风险度量模型,运用BP神经网络预测车速,预测了城市高速路段和主干路路段的车速。在此基础上,构建了同时考虑配送成本与时变风险的成品油二次配送双目标路径优化模型,并提出改进的多目标列队竞争算法进行求解。本文还采用改进的多目标列队竞争算法求解文献报道的实例,求得非支配解完全支配文献报道中的非支配解,验证了算法的有效性。某武汉石化企业实例研究表明,预测的车速具有较高的准确度,所提出的方法能同步考虑配送过程的时变风险和配送成本,求得的Pareto最优配送路径集可以为企业决策者提供多样化的选择方案,具有较好的应用价值。     

分离过程的合成——多组份蒸馏最优序列的确定

多组份蒸馏最优序列的确定是个复杂的组合问题,本文介绍了近年来在采用计算机合成分离序列的算法方面所取得的进展,着重介绍了探试法、调优法、最优化算法三大类分离序列的合成方法。并指出在合成过程中,应充分发挥探试法的简易和快速的优点,有利于快速合成最优序列。     

分离系统与换热网络同步优化方法的改进：神经元网络—遗传算法

采用神经元网络法和遗传算法，在过程系统用能一致性的基础上对分离系统与换热网络同步优化问题提出了改进的优化模型及优化策略。该方法不仅能够自动、迅速地同步得到分离序列与换热网络联合系统的流程结构与操作参数，而且具有获得全局最优解的能力。最后通过实例说明本方法的有效性。     

基于非关键组分的精馏序列和反应参数优化

多个精馏序列可用于分离多组分混合物,其能耗和投资费用均与其非关键组分总流量正相关,可据此辨识最优精馏序列。考虑反应器对精馏序列的影响,系统推导了反应器原料、操作参数和反应器流出物的关系,探究各组分在精馏序列作为非关键组分存在的规律,提出以非关键组分矩阵表征不同精馏序列和据此辨识最优精馏序列的方法。案例分析表明所提出的方法可简单、准确地确定分离不同组分数的混合物的非关键组分矩阵、边际气相流率和最优精馏序列。     

过程系统能量集成同步最优综合法

将换热网络超结构混合整数非线性规划多目标同步最优综合方法进一步扩展到与过程系统的联合优化,提出了改进的过程热集成同步综合方法,并以反应分离过程与换热网络能量集成为例,建立了同步优化超结构模型,采用混合整数非线性规划的遗传算法求解,可同时得到热集成系统最优的流程结构和操作条件。     

基于自适应竞争群优化算法的无分流换热网络综合

换热网络模型具有非凸和非线性的特性,对于大规模超结构优化问题,采用经典的智能算法优化效率低,容易陷入局部最优值。以年综合费用为目标函数,基于自适应竞争群优化算法对无分流分级超结构换热网络模型进行优化。该方法采用对粒子平均位置的递减学习,通过自适应调节速度权重提高换热网络结构的全局优化能力和局部优化能力。通过两个典型算例分析表明,该方法相比量子粒子群算法大幅减少了模型调用次数,缩短了运行时间,并且找到了更好的优化结果。     

基于自适应竞争群优化算法的无分流换热网络综合

换热网络模型具有非凸和非线性的特性,对于大规模超结构优化问题,采用经典的智能算法优化效率低,容易陷入局部最优值。以年综合费用为目标函数,基于自适应竞争群优化算法对无分流分级超结构换热网络模型进行优化。该方法采用对粒子平均位置的递减学习,通过自适应调节速度权重提高换热网络结构的全局优化能力和局部优化能力。通过两个典型算例分析表明,该方法相比量子粒子群算法大幅减少了模型调用次数,缩短了运行时间,并且找到了更好的优化结果。     

泵站并行机组优化操作

对变频调速的泵站并行机组建立了经济运行的混合整数非线性规划数学模型,并用列队竞争算法进行了求解.优化计算结果表明,泵站实施优化调度能有效节能,产生较明显的经济效益.     

粒子群算法最优同步综合换热网络

采用粒子群算法,对无分流换热网络综合问题提出改进的优化策略.运用超结构建立换热网络模型,以最小年度总费用为优化目标,按顺序求解思路优化换热器换热量.该算法比遗传算法简单,所需调节参数少,且不易陷入局部最优解,能迅速得到换热网络的结构与参数,具有获得全局最优解的能力.仿真研究验证了方法的有效性.     

基于带权有向图的非清晰复杂精馏序列的合成方法

在精馏系统中非清晰分离能够克服清晰分离所固有的返混效应,从而提高系统能效。基于数据结构理论,提出了非清晰精馏序列的合成与优化方法。对于N组元混合物的分离,合成的精馏序列由N-1个精馏塔构成,且其中的非清晰分离任务含有所允许的任意多个中间分配组分。为了合成上述分离序列,利用带权有向图建立了一种新的精馏分离序列模型,并基于“vector”动态数组,提出了一个同时拥有数组和链表优点的带权有向图的储存结构。序列合成过程定义了一系列的相关操作,且选择广度优先的策略以提高合成效率。算例证明了该方法在精馏序列合成和优化的高效性。算例结果表明该算例的最优分离序列可以有效减少设备投资和能耗。