面向节能降耗目标的间歇过程优化控制
发布时间:2018-07-03 06:33
本文选题:间歇过程 + 在线优化 ; 参考:《北京化工大学》2014年硕士论文
【摘要】:本文针对间歇过程优化控制问题,主要围绕该过程的优化部分进行深入的研究,从在线优化、优化算法改进以及面向能量的优化三个方面进行突破和创新。 首先,针对间歇过程动态在线优化控制问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波估计的间歇过程在线优化控制方案,通过与离线优化控制方案和典型的在线优化控制方案对比,该方案在对反应过程参数的估计和对反应产量优化方面展示出了良好的效果。 随后,针对优化算法的研究,提出了基于邻域粒子拥挤度的粒子群优化算法。该算法利用粒子视野这一概念,构建粒子的动态邻域,在搜索计算的过程中使邻域由小到大变化,由此表现出的是算法前期充分寻找全局最优值,后期又能加快收敛速度,同时建立了避免粒子过度拥挤的机制,防止其陷入局部最优。通过与标准粒子群算法对比,展示出改进算法的粒子多样性和搜索精度都有所提高。 最后,对间歇过程的能量与产品产量指标进行了综合优化。提出了针对反应预热过程和恒温反应过程的分段优化方案,在预热过程对能量进行优化,在恒温反应过程对产品产量进行优化。达到了提高产品产量与节能降耗的双重目的。将该方案运用在典型的间歇生产过程中,验证了其可行性。
[Abstract]:In this paper, the optimization of batch process is studied deeply, which includes three aspects: online optimization, optimization algorithm improvement and energy-oriented optimization. Firstly, aiming at the dynamic online optimal control of batch process, an online optimal control scheme for batch process based on extended Kalman filter estimation is proposed, which is compared with the off-line optimal control scheme and the typical on-line optimal control scheme. The scheme shows good effect in estimating the parameters of the reaction process and optimizing the reaction yield. Then, a particle swarm optimization algorithm based on neighborhood particle crowding is proposed for the study of optimization algorithm. By using the concept of particle field, the algorithm constructs the dynamic neighborhood of particles, and changes the neighborhood from small to large in the process of searching and calculating, which shows that the algorithm can search for the global optimal value in the early stage and speed up the convergence in the later stage. At the same time, a mechanism to avoid particle overcrowding is established to prevent particles from falling into local optimum. By comparing with the standard particle swarm optimization algorithm, it shows that the particle diversity and searching accuracy of the improved algorithm are improved. Finally, the energy and output indexes of batch process were optimized. In this paper, the optimization scheme for the reaction preheating process and the isothermal reaction process is put forward. The energy is optimized in the preheating process and the product output is optimized in the isothermal reaction process. The double purpose of increasing product output and saving energy consumption has been achieved. The scheme is applied to typical batch production process and its feasibility is verified.
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB114.2;TP18
【参考文献】
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,本文编号:2092751
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