复杂化工过程运行优化方法研究及其应用
发布时间：2021-09-07 20:28
安全与质量,自始至终都是工业领域所关注的两大核心问题。化工行业是国民经济至关重要的组成部分,化工产品作用于人类经济、社会生活的方方面面。化工生产过程因其关联的危险化学品种类与数量繁多、生产工艺及操作条件要求极为苛刻,加之生产装置设备的大型化、连续化和自动化程度日益加深,一旦发生事故,后果将极其严重。随着全球化竞争的日益加剧,对企业的生产质量提出了更高的要求。工业过程系统数据,尤其是化工行业中的统计数据,具有高维、强非线性、噪声、损失和不确定性的复杂性,很难根据生产数据准确评估过程系统的性能,以找到最佳的生产配置。生产质量的衡量体现在生产环节的各个方面,例如过程能力、控制性能、产量收率、能源效率等针对生产质量关注侧重点的不同。由于工业生产过程系统的日益复杂化、严重非线性特性,复杂化工过程运行优化一直是控制科学与工程重要研究与应用领域。针对化工过程“安、稳、长、满、优”的运行期望,本文研究了复杂化工过程运行优化方法,基于复杂网络理论、模糊理论、层次分析、过程能力分析、数据包络分析、多目标优化等数据驱动方法,围绕数据处理、故障诊断、性能评价、操作优化等内容,从多维角度实现整个过程系统不同方面...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１主要研究内容框架??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｉｎ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ??
图２－１水平可见图示例??Ｆｉｇ．２－１?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ?ｇｒａｐｈ?ｅｘａｍｐｌｅ??
?第二章基于水平可见图的过程安全分析方法???以描述化工数据的复杂性。??２．１．２多层网络间的度分布??对于ＨＶＧ算法，需要在把单个过程变量节点的数据映射到单层网络之后，对单??层网络之间的相关性进行研究，以获得过程变量节点之间的相关性信息。对于具有上??个过程变量节点的系统，会有有Ｚ个单层网络，并且每一层都有其自己的网络结构。??如图２－１所示，Ｌ１是由ＶＩ确定的单层网络，它是整个网络中由多层网络（ＬＩ，?Ｌ２，??Ｌ３）确定的过程变量节点。??假设样本的数据长度为《，两个任意过程变量节点ｒ和？的数据序列为：??ｘｒ?＝?｛ｘｒｌｌｘｒ２，．．．，ｘｒｎ｝，?式（２－３）??ｘｔ?＝?｛ｘｎ，ｘｔ２，?－，ｘｔｎ｝〇?式（２－４）??本节以这任意两个过程变量节点ｒ和／为例，详细描述了单层网络的度分布和多??层网络之间的度相关性。??２．１．２．１单层网络的度分布??节点的度是指与网络中的节点相连的边数，也称为度相关性。此值是复杂网络中??的一项重要指标。??由式（２－３）和式（２－４）给出的示例可以分别映射为两个单层网络ｒ与其中每个单??层网络都能够利用水平可见规则（式（２－２））构建各自的网络模型，并得到相应的度分??布。以网络ｒ为例，该层的度分布用Ｐ（ｆ）表示，其中Ｆ是网络ｒ的度，度分布的计算??过程如图２－２所示。??ｘｉ??？?ＨＶＧ?Ｄｅｇｒｅｅ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ????ｌ?ｔ?Ｔ??Ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒ?ｎｃｎｖｏｒｉｃ?ｍｏｄｅｌ???Ｄｅｇｒｅｅ＾ｔｒｉｂｕｔｉｏ＾ｏｆ??＆?ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??图２－２单层网络度分布的计算流程图??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国石油2018年乙烯业务综述[J]. 章龙江,李建新,王正元,邢颖春. 乙烯工业. 2019(01)
[2]中国石化2017年乙烯业务述评[J]. 曾淼洋,徐跃华,马国锋,张炜. 乙烯工业. 2018(01)
[3]自适应动态重组多目标粒子群优化算法[J]. 倪红梅,刘永建,李盼池. 控制与决策. 2015(08)
[4]基于DEA和AHP模型的乙烯生产装置能效评价（英文）[J]. 韩永明,耿志强,刘启玉. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2014(Z1)
[5]基于数据复杂网络理论的系统故障检测方法[J]. 陈雨,韩永明,王尊,耿志强. 化工学报. 2014(11)
[6]基于ISM和AHP以及模糊评判的矿山安全管理能力分析与评价[J]. 张舒,史秀志,古德生,黄刚海. 中南大学学报(自然科学版). 2011(08)
[7]利用满意度函数对三角模糊数进行比较的方法[J]. 仇海全,潘花,杨吉会. 安徽科技学院学报. 2010(05)
[8]基于复杂网络的故障诊断策略[J]. 杜海峰,王娜,张进华,邵颉,王孙安. 机械工程学报. 2010(03)
[9]自适应进化多目标粒子群优化算法[J]. 陈民铀,张聪誉,罗辞勇. 控制与决策. 2009(12)
[10]基于GA-RBF网络的乙烯裂解炉在线操作优化[J]. 尚田丰,耿志强. 计算机与应用化学. 2009(08)
博士论文
[1]粒子群算法的改进及其在无人机任务规划中的应用[D]. 唐必伟.西北工业大学 2017
[2]乙烯裂解炉模型融合及操作优化方法研究[D]. 夏立荣.北京化工大学 2014
硕士论文
[1]复杂工业模糊过程能力评价与诊断方法研究[D]. 彭成龙.北京化工大学 2015
本文编号：3390199
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１主要研究内容框架??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍａｉｎ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ??
图２－１水平可见图示例??Ｆｉｇ．２－１?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ?ｇｒａｐｈ?ｅｘａｍｐｌｅ??
?第二章基于水平可见图的过程安全分析方法???以描述化工数据的复杂性。??２．１．２多层网络间的度分布??对于ＨＶＧ算法，需要在把单个过程变量节点的数据映射到单层网络之后，对单??层网络之间的相关性进行研究，以获得过程变量节点之间的相关性信息。对于具有上??个过程变量节点的系统，会有有Ｚ个单层网络，并且每一层都有其自己的网络结构。??如图２－１所示，Ｌ１是由ＶＩ确定的单层网络，它是整个网络中由多层网络（ＬＩ，?Ｌ２，??Ｌ３）确定的过程变量节点。??假设样本的数据长度为《，两个任意过程变量节点ｒ和？的数据序列为：??ｘｒ?＝?｛ｘｒｌｌｘｒ２，．．．，ｘｒｎ｝，?式（２－３）??ｘｔ?＝?｛ｘｎ，ｘｔ２，?－，ｘｔｎ｝〇?式（２－４）??本节以这任意两个过程变量节点ｒ和／为例，详细描述了单层网络的度分布和多??层网络之间的度相关性。??２．１．２．１单层网络的度分布??节点的度是指与网络中的节点相连的边数，也称为度相关性。此值是复杂网络中??的一项重要指标。??由式（２－３）和式（２－４）给出的示例可以分别映射为两个单层网络ｒ与其中每个单??层网络都能够利用水平可见规则（式（２－２））构建各自的网络模型，并得到相应的度分??布。以网络ｒ为例，该层的度分布用Ｐ（ｆ）表示，其中Ｆ是网络ｒ的度，度分布的计算??过程如图２－２所示。??ｘｉ??？?ＨＶＧ?Ｄｅｇｒｅｅ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ????ｌ?ｔ?Ｔ??Ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒ?ｎｃｎｖｏｒｉｃ?ｍｏｄｅｌ???Ｄｅｇｒｅｅ＾ｔｒｉｂｕｔｉｏ＾ｏｆ??＆?ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒ?ｎｅｔｗｏｒｋ??图２－２单层网络度分布的计算流程图??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国石油2018年乙烯业务综述[J]. 章龙江,李建新,王正元,邢颖春. 乙烯工业. 2019(01)
[2]中国石化2017年乙烯业务述评[J]. 曾淼洋,徐跃华,马国锋,张炜. 乙烯工业. 2018(01)
[3]自适应动态重组多目标粒子群优化算法[J]. 倪红梅,刘永建,李盼池. 控制与决策. 2015(08)
[4]基于DEA和AHP模型的乙烯生产装置能效评价（英文）[J]. 韩永明,耿志强,刘启玉. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2014(Z1)
[5]基于数据复杂网络理论的系统故障检测方法[J]. 陈雨,韩永明,王尊,耿志强. 化工学报. 2014(11)
[6]基于ISM和AHP以及模糊评判的矿山安全管理能力分析与评价[J]. 张舒,史秀志,古德生,黄刚海. 中南大学学报(自然科学版). 2011(08)
[7]利用满意度函数对三角模糊数进行比较的方法[J]. 仇海全,潘花,杨吉会. 安徽科技学院学报. 2010(05)
[8]基于复杂网络的故障诊断策略[J]. 杜海峰,王娜,张进华,邵颉,王孙安. 机械工程学报. 2010(03)
[9]自适应进化多目标粒子群优化算法[J]. 陈民铀,张聪誉,罗辞勇. 控制与决策. 2009(12)
[10]基于GA-RBF网络的乙烯裂解炉在线操作优化[J]. 尚田丰,耿志强. 计算机与应用化学. 2009(08)
博士论文
[1]粒子群算法的改进及其在无人机任务规划中的应用[D]. 唐必伟.西北工业大学 2017
[2]乙烯裂解炉模型融合及操作优化方法研究[D]. 夏立荣.北京化工大学 2014
硕士论文
[1]复杂工业模糊过程能力评价与诊断方法研究[D]. 彭成龙.北京化工大学 2015
本文编号：3390199
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