模拟移动床色谱分离体系模式与关键因子的计算机模拟研究

采用浮点编码遗传算法对模拟移动床色谱的分离系统模式进行了设计,并研究了,分离过程中传质和扩散对分离效果的影响。结果表明模拟移动床色谱中区2和区3的色谱柱的数目对提高生产强度起决定性的作用,而区1和区4的影响较小。同时改善分离过程中的传质与扩散可提高生产强度,在分离过程中传质所起的影响比扩散大得多。     

苯丙氨酸模拟移动床色谱分离的建模和优化

根据模拟移动床（SMB）的发展现状和操作流程要求,对模拟移动床色谱分离的工艺流程进行了重新设计,使得系统的整个操作流程更为简单实用。用BP神经网络对苯丙氨酸模拟移动床的色谱分离过程进行了建模,用实数编码的遗传算法对分离参数和操作条件进行了优化,并在实际生产中得到应用,使产品的纯度和回收率都得到了较大的提高。该工艺具有分离效果好等优点,现已在江阴某公司成功投入使用,苯丙氨酸的纯度和回收率都达到了98％以上。     

模拟移动床的控制系统设计和优化

为了满足现代工业色谱分离的要求,对模拟移动床（SMB）色谱分离的工艺流程进行了改进,设计了一套由工控机、西门子PLC、变频器和智能仪表构成的模拟移动床集散控制系统,提高了系统的自动化水平。用改进的BP神经网络对苯丙氨酸模拟移动床的色谱分离过程进行了建模,并根据所建的模型,用实数编码的遗传算法对分离参数和操作条件进行了优化。在开发过程中,上位机软件采用了国产“组态王”和VB相结合的方式,克服了“组态王”命令语言环境较弱的缺点。该方法在苯丙氨酸生产中得到应用,使得产品的纯度和回收率都得到了较大的提高。     

模拟移动床色谱计算机辅助系统的设计

介绍了采用Visual C 开发的模拟移动床色谱计算机辅助系统。该系统可根据实验参数，快速准确地对模拟移动床色谱的分离过程进行模拟，为操作条件选择提供可靠的依据。该系统的核心部分为模拟移动床色谱动态模型，该模型采用正交配置有限元法求解。该软件用户界面友好，操作简单方便，分层设计的思想利于软件的维护与升级。     

应用遗传算法原理确定函数的最优解

本文主要介绍了一种新型的、随机性的全局优化方法即遗传算法.一般应用于在一个问题的解集中查找最优解情况,如是一个问题有多个答案,但是想查找一个最优答案的话,那么使用遗传算法可以达到更快更好的效果.即在浮点编码遗传算法中加入一个函数,构成适于不可微函数全局优化的遗传算法.该算法改善了遗传算法的局部搜索能力,显著提高了遗传算法求得全局解的概率.     

模拟移动床过程的结构优化策略研究

模拟移动床(Simulated Moving Bed,SMB)技术作为主要的吸附分离技术,近年来在石油化工、精细化工、生物医药和食品工业中得到广泛的应用。如何基于模拟移动床的机理数学模型进行优化,以提高模拟移动床分离过程的经济效益,是模拟移动床研究领域的热点问题之一。模拟移动床过程具有复杂的动态特性,例如,由于出入口切换带来的混杂、非线性以及延迟特性。另一方面,由于对过程干扰和系统不确定性的高灵敏性,使得模拟移动床过程在操作点处的鲁棒操作仍然是一个研究的重点。以模拟移动床过程为研究背景,在阐述其工作原理的基础上,通过对模拟移动床过程的不同分区情况以及柱配置情况进行研究,得到了模拟移动床模型的结构优化过程描述,然后通过在不同目标函数情况下进行优化结果:的比较,说明模拟移动床过程结构优化的可行性,对进一步的控制方案设计具有一定的指导意义。以模拟移动床过程为研究背景,在阐述其工作原理的基础上,通过对模拟移动床过程的不同分区情况以及柱配置情况进行研究,得到了模拟移动床模型的结构优化过程描述,然后通过在不同目标函数情况下进行优化结果:的比较,说明模拟移动床过程结构优化的可行性,对进一步的控制方案设计具有一定的指导意义。     

遗传算法在PID参数优化中的应用

采用常规整定方式,往往费时且难以满足控制要求。本文使用浮点编码遗传算法优化PID控制器的参数,取得了很好的效果。     

改进的混合遗传算法及其在模糊系统辩识中的应用

对遗传算法进行浮点数码，融和，设计了一些优良的遗传操作，形成浮点数编码的遗传算法（Float-encoding Genetic Algorithun,FGA).FGA与梯度下降法相结合组成混合遗传算法（Combined Gendtic Algoritm,CGA)，一个函优化实例说明了该算法的有效性。混合遗传算法应用到模糊系统的辩识问题时体出了良好的性能。     

模拟移动床过程的软测量建模仿真研究

模拟移动床色谱作为主要的现代吸附分离技术,近年来在石油化工、精细化工、生物制药、食品加工等领域的复杂混合物分离过程中得到越来越多的应用。模拟移动床系统是一种具有强非线性、强耦合、混杂性、分布参数等特征的复杂工程系统,其建模问题一直受到广泛关注。本文提出用神经网络与遗传算法结合的混合建模方法建立SMB色谱分离过程4区流量与组份纯度的软测量模型。为了解决RBF神经网络训练时隐含层节点数选取无依据,只能依靠反复仿真尝试的问题,提出将混合递阶遗传算法与RBF神经网络结合,建立SMB色谱分离过程软测量模型,以较高的精度实现了SMB组份纯度软测量,通过仿真验证了方法的可行性。     

模拟移动床吸附分离技术及其应用

详细地介绍了模拟移动床色谱吸附分离技术的发展历史及其工作原理,由于模拟移动床色谱吸附分离过程是一个具有非线性、非理想、多变量耦合、色谱连续动态分离过程与物料进出口位置周期性切换离散事件相互混合等特征的复杂混合系统,因此重点讨论了描述模拟移动床色谱分离行为的理论模型。在此基础上,综述了该技术国内外的研究进展以及在精细化工、石油化工、制药等方面的主要应用,对该技术在我国的研究现状以及存在的问题也作了介绍。     

基于Profibus-DP现场总线的多功能色谱分离装置控制系统设计

为了实现多功能色谱分离装置的精准化控制,加速模拟移动床色谱纯化分离速度,设计基于Profibus-DP现场总线的多功能色谱分离装置控制系统;以STM32F103微处理器作为底层控制设备,连接Profibus-DP协议芯片、VPC3与RS-485接口电路,转化从站地址电路与设定应用模块,利用模拟移动床控制回路,完成Profibus-DP现场总线的硬件电路设计;建立梯度SMB色谱,采用异步切换方式,控制变浓度进料的实际操作行为,分离处理模拟移动床多功能色谱,结合多功能色谱分离装置的控制原理,运用气相色谱法,分析色谱分离过程中的基质效应形式,实现多功能色谱分离装置控制系统软件设计;实验结果表明,基于Profibus-DP现场总线控制系统的模拟移动床色谱纯化分离速度较快,能够有效满足多功能色谱分离装置精准化控制的操作需求.     

A Constrained Multiple Raw Materials Manufacturing Batch Sizing Problem

The purpose of this research is to determine an optimal batch size for a product, and the purchasing policy of associated raw materials, for a manufacturing firm. Like any other practical situation, this manufacturing firm has a limited storage space, and transportation fleet of known capacity. The mathematical formulation of the problem indicates that the model is a constrained nonlinear integer program. Considering the complexity of solving such a model, we investigate the use of genetic algorithms (GAs) for solving this model. We develop both binary and real coded genetic algorithms with six different penalty functions. In addition, we develop a new procedure to solve constrained optimization models using penalty function based GAs. The real coded genetic algorithms work well for the batch sizing problems. The detailed computational experiences are presented.     

Genetic Algorithms for Solving a Class of Constrained Nonlinear Integer Programs

We consider a class of constrained nonlinear integer programs, which arise in manufacturing batch-sizing problems with multiple raw materials. In this paper, we investigate the use of genetic algorithms (GAs) for solving these models. Both binary and real coded genetic algorithms with six different penalty functions are developed. The real coded genetic algorithm works well for all six penalty functions compared to binary coding. A new method to calculate the penalty coefficient is also discussed. Numerical examples are provided and computational experiences are discussed.     

模拟移动床色谱非线性的动态过程

研究模拟移动床色谱分离的动态过程。分析模拟移动床色谱柱内物料浓度的分布情况,表明色谱分离是一个动态平衡的过程。组份可以在很小的分离度之下提纯。     

模拟移动床色谱过程的数值分析

用正交配置法对模拟移动床色谱过程进行了数值分析，并讨论了切换时间对该系统分离结果的影响。     

Parameter estimation in mathematical models using the real coded genetic algorithms

In this study, parameter estimation in mathematical models using the real coded genetic algorithms (RCGA) approach is presented. Although the RCGA is similar with the binary coded genetic algorithms (BCGA) in terms of genetic process, it has few advantages such as high precision, non-existence of Hamming’s cliff etc., over the BCGA. In this approach, creating initial population and selection procedure are almost the same with the BCGA, but crossover and mutation operations. The proposed approach is implemented on the second order ordinary differential equations modeling the enzyme effusion problem and it is compared with previous approaches. The results indicate that the proposed approach produced better estimated results with respect to previous findings.