分子蒸馏过程给定值优化方法研究

发布时间：2017-10-15 14:32

  本文关键词：分子蒸馏过程给定值优化方法研究

  更多相关文章： 分子蒸馏 多目标优化 改进型非劣分类遗传算法 给定值

【摘要】：分子蒸馏(molecular distillation)是一种新型的、比较特殊的分离技术,具有蒸馏温度低、物料受加热时间短、真空度高、同时无沸腾现象等特点。这些特点使其非常适用于热敏性、高沸点以及易被氧化的物质分离当中,目前已广泛应用于医药行业、食品工业、石油化工及农业等各行各业中。本文首先构建了蒸发温度、刮膜转速及给料速率可调的三级分子蒸馏装置实验平台,然后采用由超临界萃取所得的五味子粗油作为实验原料,进行了五味子萜烯类物质提纯实验。针对蒸馏温度、进料速率和刮膜器转速这3个工艺参数,实验采用固定其它工艺参数的单因素实验方法,获得了各工艺参数对产品纯度和得率的影响数据,并进行了综合分析,并为后续的多目标优化研究奠定了基础。由于产品效益的衡量指标往往不止一个,所以传统的基于单目标优化所得的分子蒸馏工艺参数对实际生产指导尚存这样或那样的问题,导致解决传统分子蒸馏给定值优化方法不足,为此本文提出了建立分子蒸馏过程的多目标优化模型,利用实验所得的分子蒸馏工艺参数数据以及产品纯度和产品得率指标值,采用RSREG建模原理分别建立分子蒸馏工艺参数与产品纯度和产品得率之间的函数模型,将分子蒸馏参数优化问题实际上转化为一个多目标优化问题。进而采用多目标遗传算法中的带精英策略的改进型非劣分类遗传算法(NSGAⅡ)对所建立的分子蒸馏两目标优化模型进行了优化求解。最后再根据实际的生产需要从Pareto最优解集之中选取最合适的参数组合,并将所选取的参数组合进行了实际的生产试验,实验结果显示第四组参数组合其纯度与预测值的误差约为0.74,得率误差约为0.55;第一组参数组合其纯度误差约为1.1,得率误差约为0.6,验证了所建立分子蒸馏多目标优化模型的准确性和由改进型非劣分类遗传算法对多目标优化模型进行优化的可行性,为获取更具有实际生产指导意义的分子蒸馏过程给定值提供了另一种可行的方法。
【关键词】：分子蒸馏 多目标优化 改进型非劣分类遗传算法 给定值
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ028.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 课题的来源及意义8-9
• 1.1.1 课题的来源8
• 1.1.2 课题的意义8-9
• 1.2 分子蒸馏的研究现状9-16
• 1.2.1 分子蒸馏技术的原理与特点9-12
• 1.2.2 分子蒸馏设备及其应用现状12-15
• 1.2.3 分子蒸馏技术研究发展趋势15
• 1.2.4 分子蒸馏优化方法的研究现状15-16
• 1.3 本文研究内容及章节安排16-18
• 1.3.1 本文的研究内容16
• 1.3.2 本文章节安排16-18
• 第二章 分子蒸馏给定值测试实验研究18-26
• 2.1 实验装置及操作流程18-21
• 2.1.1 实验装置与原材料18-20
• 2.1.2 实验实施方案20-21
• 2.1.3 实验操作主要步骤21
• 2.2 实验结果及分析21-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 分子蒸馏系统模型及多目标优化研究26-39
• 3.1 多目标优化理论26-29
• 3.1.1 多目标优化问题的基本概念26
• 3.1.2 多目标最优解的定义26-27
• 3.1.3 多目标优化的数学模型27
• 3.1.4 传统多目标优化方法27-29
• 3.1.5 传统多目标优化方法的局限性29
• 3.2 分子蒸馏过程系统模型的建立29-38
• 3.2.1 RSREG建模原理30-33
• 3.2.2 分子蒸馏二次回归模型的建立33-37
• 3.2.3 分子蒸馏多目标优化模型37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 分子蒸馏多目标优化模型的遗传算法求解39-53
• 4.1 遗传算法的基本原理39
• 4.2 遗传算法的操作流程39-42
• 4.2.1 遗传算法的基本要素39-41
• 4.2.2 遗传算法的基本流程41-42
• 4.3 带精英策略的非列分层遗传算法42-46
• 4.4 分子蒸馏给定值的NSGA-Ⅱ算法寻优46-52
• 4.4.1 分子蒸馏目标方程46
• 4.4.2 设计与实现46-48
• 4.4.3 分子蒸馏给定值寻优48-50
• 4.4.5 实验验证与分析50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53
• 5.2 展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 作者简介59
• 攻读硕士学位期间研究成果59

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本文编号：1037648