小麦秸秆收储运系统仿真优化研究
发布时间：2021-08-06 10:48
我国是一个粮食生产大国,粮食收获的同时会产生大量的农作物秸秆资源。农作物秸秆作为农业生产过程的副产物,具有非常大的再利用价值,秸秆的利用一直是我国资源利用的重要课题,目前我国秸秆处置方式主要有就地焚烧、秸秆还田、秸秆饲料、秸秆燃料、秸秆沤肥、秸秆基质、发电、造纸、加工建材等。其中秸秆焚烧不仅会造成极大的资源浪费,还会造成空气污染,近年来,在政府部门大力监管下,大部分地区已经不再采用这种处置方式,但仍有小部分地区屡禁不止。大力发展和利用秸秆生物质能源不仅可以为我国开辟新的能源渠道,缓解能源供需矛盾,还有助于解决“三农”问题,保障社会经济的可持续发展。我国农业生产以家庭联产承包为主,种植地区分散,小范围种植,同时因为秸秆散秆密度低,季节性强等因素,秸秆的收储运问题就成为制约我国秸秆大规模工业化利用的主要瓶颈。因此,建立合理有效的秸秆储运系统已成为秸秆生物质能产业发展的重中之重。针对以上背景,本文利用仿真优化方法对小麦秸秆收储运系统进行了以下研究:（1）通过查阅国内外相关文献,对秸秆收储运模式,秸秆收储运程成本,系统仿真优化等研究进行文献综述,并对其研究现状进行总结。然后对小麦秸秆收储运系统...
【文章来源】：河南农业大学河南省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１研究技术路线??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ??１．５创新点??
问题定义??＂―ｗ＾．??研究Ｂ标??Ｊｒｔ?——一?Ｊ???ｗｓ．?Ｅｍ??＾系统梭型?系统数据４??１????１??Ｉ?建立丨??１?ｍｍｍ???］?ｒ???验证模型???认证模型????］?［???运行模型???］?［???结果分析??图２－１仿真研究的一般过程??Ｆｉｇ．２－１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??（１）问题定义。解决问题的首要任务是对问题做出明确的定义，只有清楚的知道问题是什么，??才有可能去解决它。由于现实系统受很多因素影响，复杂多变，仿真时不可能将所有影响因素考虑??在内。所以，在问题定义时，需要简化现实系统中一些不重要的细节，突出需要解决的问题细节。??在简化细节时，要防止简化掉的细节，影响要解决的问题本身，从而使仿真模型无法准确模拟现实??系统。??（２）确定研究目标。仿真建模的目的就是为了完成某个目标，研究目标的不同，建立的仿真??模型也不同。仿真研究目标的确定对模型的建立以及后续的数据收集具有导向作用，在模型建立之??前，必须要先明确研宄的目标。在确定研究目标时，需要考虑到如何测量目标达成的问题，否则无??法确定仿真是否成功。??（３）建立系统模型。系统模型是对系统的整体描述，要研宄一个现实系统，必须充分了解系??统各个环节，以及各个环节之间如何相互联系，建立系统模型可以使研宄者清晰直观的了解系统的??组成以及运行规则。在建立系统模型时，要明确什么样的细节层次是合适的，哪个环节需要详细描??述，哪些细节可以简化。??（４）收集系统数据。系统数据需要通过对现实系统的调研来收
输出适应值??将仿真运行的输出结果作为算法的适应值是当前系统仿真优化研宄中的一个热点。这类优化??方法是将仿真模型与优化算法相结合，将仿真模型运行的输出结果输入到优化算法中作为算法的??适应值，用来指导算法寻优，然后将优化算法产生的新解输入仿真模型得出输出结果，如果不满??足终止条件，则继续输入优化算法，形成循环，直到优化结果输入仿真模型产生的结果满足终止??条件。??——￣￣￣￣￣Ｐｎ?——??１实系统——？仿麵——？输出结果——／—？优醒——？最舫案??图２－２仿真优化流程??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??仿真模型可与所有优化算法进行结合。在现代的研究中，常用的就是将仿真嵌入到ＧＡ，?ＳＡ??和ＤＩＰＳＯ的等算法中。??（１）基于仿真的ＧＡ算法??ＧＡ算法具有可以并行搜索而且目标函数不用连续可导等优势，在求解非线性或离散问题上??有很强的优越性。ＤｍｇｌＷ等和Ｔｒｏｎｍｎｇ等都采用了这种优化算法，用来处理供应链的优化问题。??（２）基于仿真的ＳＡ算法??ＳＡ算法可以根据局部最优解的概率性寻找全局最优解，这种优化算法广泛应用与工程领??域。在科研领域，研宄仿真优化算法时，将仿真模型与ＳＡ算法结合。??（３）基于仿真的ＤＩＰＳＯ算法??ＤＩＰＳＯ算法能够应用于多个领域归功于其在研宂优化问题是显现出来的良好性能。在最近??几年，基于仿真的ＤＩＰＳＯ算法逐渐受到学者们的关注。Ｗｉｓ?ｎｕｔ等将这种算法应用在研宄如何帮??助机器人寻找气体源的问题上。而Ｃｈａｎｇ等将仿真与Ｄ１ＰＳ０相结合，用于解决建筑资源的分配??问题。??２．４?Ａｒｅｎａ仿
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于成本收益的秸秆资源不同利用方式的经济学分析[J]. 朱利群,漆军,郭盼盼. 江西农业学报. 2016(02)
[2]农户秸秆还田采用行为影响研究[J]. 刘勤,何志文,郑砚砚,檀律科,张斌. 中国农业资源与区划. 2014(05)
[3]多期生物燃料供应链网络建模与多目标优化[J]. 刘喆轩,邱彤,陈丙珍. 化工学报. 2014(07)
[4]江苏省秸秆收储运体系研究[J]. 刘菊,周定财. 中国资源综合利用. 2013(02)
[5]农户出售秸秆决策行为研究——基于江苏省农户数据[J]. 王舒娟,张兵. 农业经济问题. 2012(06)
[6]甘肃省农作物秸秆收集处理现状及发展对策[J]. 张晓东,盛国成. 中国农机化. 2012(03)
[7]生物质原料的收储点选址与优化研究[J]. 赵涛,张国晨,孙飞. 中国农机化. 2012(01)
[8]生物质能供应链收集运输方式的仿真优化研究[J]. 鲍香台,张永,林哲建,梁歌. 物流技术. 2011(23)
[9]生物质原料运输成本分析与物流网络设计[J]. 张国晨,孙飞,刘胜男. 科学技术与工程. 2011(20)
[10]陕西省秸秆资源收储体系研究[J]. 朱新华,杨中平. 农机化研究. 2011(07)
硕士论文
[1]制造企业生产流程的Arena仿真与优化研究[D]. 唐梦.成都理工大学 2012
[2]生物质电厂燃料供应系统的模拟与优化[D]. 俞宏德.浙江大学 2011
[3]秸秆回收物流系统构建及增值效益研究[D]. 罗平.北京交通大学 2009
[4]我国生物质能开发利用中的农户行为研究[D]. 王晓凌.中国农业科学院 2009
[5]秸秆发电工程技术经济分析[D]. 王胜曼.河北农业大学 2008
[6]生物质能源（秸秆）资源可供性评价及实证研究[D]. 何亮.山西财经大学 2008
[7]国内外秸秆发电的比较研究[D]. 张培远.河南农业大学 2007
本文编号：3325630
【文章来源】：河南农业大学河南省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１研究技术路线??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ??１．５创新点??
问题定义??＂―ｗ＾．??研究Ｂ标??Ｊｒｔ?——一?Ｊ???ｗｓ．?Ｅｍ??＾系统梭型?系统数据４??１????１??Ｉ?建立丨??１?ｍｍｍ???］?ｒ???验证模型???认证模型????］?［???运行模型???］?［???结果分析??图２－１仿真研究的一般过程??Ｆｉｇ．２－１?Ｇｅｎｅｒａｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??（１）问题定义。解决问题的首要任务是对问题做出明确的定义，只有清楚的知道问题是什么，??才有可能去解决它。由于现实系统受很多因素影响，复杂多变，仿真时不可能将所有影响因素考虑??在内。所以，在问题定义时，需要简化现实系统中一些不重要的细节，突出需要解决的问题细节。??在简化细节时，要防止简化掉的细节，影响要解决的问题本身，从而使仿真模型无法准确模拟现实??系统。??（２）确定研究目标。仿真建模的目的就是为了完成某个目标，研究目标的不同，建立的仿真??模型也不同。仿真研究目标的确定对模型的建立以及后续的数据收集具有导向作用，在模型建立之??前，必须要先明确研宄的目标。在确定研究目标时，需要考虑到如何测量目标达成的问题，否则无??法确定仿真是否成功。??（３）建立系统模型。系统模型是对系统的整体描述，要研宄一个现实系统，必须充分了解系??统各个环节，以及各个环节之间如何相互联系，建立系统模型可以使研宄者清晰直观的了解系统的??组成以及运行规则。在建立系统模型时，要明确什么样的细节层次是合适的，哪个环节需要详细描??述，哪些细节可以简化。??（４）收集系统数据。系统数据需要通过对现实系统的调研来收
输出适应值??将仿真运行的输出结果作为算法的适应值是当前系统仿真优化研宄中的一个热点。这类优化??方法是将仿真模型与优化算法相结合，将仿真模型运行的输出结果输入到优化算法中作为算法的??适应值，用来指导算法寻优，然后将优化算法产生的新解输入仿真模型得出输出结果，如果不满??足终止条件，则继续输入优化算法，形成循环，直到优化结果输入仿真模型产生的结果满足终止??条件。??——￣￣￣￣￣Ｐｎ?——??１实系统——？仿麵——？输出结果——／—？优醒——？最舫案??图２－２仿真优化流程??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??仿真模型可与所有优化算法进行结合。在现代的研究中，常用的就是将仿真嵌入到ＧＡ，?ＳＡ??和ＤＩＰＳＯ的等算法中。??（１）基于仿真的ＧＡ算法??ＧＡ算法具有可以并行搜索而且目标函数不用连续可导等优势，在求解非线性或离散问题上??有很强的优越性。ＤｍｇｌＷ等和Ｔｒｏｎｍｎｇ等都采用了这种优化算法，用来处理供应链的优化问题。??（２）基于仿真的ＳＡ算法??ＳＡ算法可以根据局部最优解的概率性寻找全局最优解，这种优化算法广泛应用与工程领??域。在科研领域，研宄仿真优化算法时，将仿真模型与ＳＡ算法结合。??（３）基于仿真的ＤＩＰＳＯ算法??ＤＩＰＳＯ算法能够应用于多个领域归功于其在研宂优化问题是显现出来的良好性能。在最近??几年，基于仿真的ＤＩＰＳＯ算法逐渐受到学者们的关注。Ｗｉｓ?ｎｕｔ等将这种算法应用在研宄如何帮??助机器人寻找气体源的问题上。而Ｃｈａｎｇ等将仿真与Ｄ１ＰＳ０相结合，用于解决建筑资源的分配??问题。??２．４?Ａｒｅｎａ仿
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于成本收益的秸秆资源不同利用方式的经济学分析[J]. 朱利群,漆军,郭盼盼. 江西农业学报. 2016(02)
[2]农户秸秆还田采用行为影响研究[J]. 刘勤,何志文,郑砚砚,檀律科,张斌. 中国农业资源与区划. 2014(05)
[3]多期生物燃料供应链网络建模与多目标优化[J]. 刘喆轩,邱彤,陈丙珍. 化工学报. 2014(07)
[4]江苏省秸秆收储运体系研究[J]. 刘菊,周定财. 中国资源综合利用. 2013(02)
[5]农户出售秸秆决策行为研究——基于江苏省农户数据[J]. 王舒娟,张兵. 农业经济问题. 2012(06)
[6]甘肃省农作物秸秆收集处理现状及发展对策[J]. 张晓东,盛国成. 中国农机化. 2012(03)
[7]生物质原料的收储点选址与优化研究[J]. 赵涛,张国晨,孙飞. 中国农机化. 2012(01)
[8]生物质能供应链收集运输方式的仿真优化研究[J]. 鲍香台,张永,林哲建,梁歌. 物流技术. 2011(23)
[9]生物质原料运输成本分析与物流网络设计[J]. 张国晨,孙飞,刘胜男. 科学技术与工程. 2011(20)
[10]陕西省秸秆资源收储体系研究[J]. 朱新华,杨中平. 农机化研究. 2011(07)
硕士论文
[1]制造企业生产流程的Arena仿真与优化研究[D]. 唐梦.成都理工大学 2012
[2]生物质电厂燃料供应系统的模拟与优化[D]. 俞宏德.浙江大学 2011
[3]秸秆回收物流系统构建及增值效益研究[D]. 罗平.北京交通大学 2009
[4]我国生物质能开发利用中的农户行为研究[D]. 王晓凌.中国农业科学院 2009
[5]秸秆发电工程技术经济分析[D]. 王胜曼.河北农业大学 2008
[6]生物质能源（秸秆）资源可供性评价及实证研究[D]. 何亮.山西财经大学 2008
[7]国内外秸秆发电的比较研究[D]. 张培远.河南农业大学 2007
本文编号：3325630
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