面向節(jié)能降耗目標(biāo)的間歇過程優(yōu)化控制

【摘要】：本文針對(duì)間歇過程優(yōu)化控制問題,主要圍繞該過程的優(yōu)化部分進(jìn)行深入的研究,從在線優(yōu)化、優(yōu)化算法改進(jìn)以及面向能量的優(yōu)化三個(gè)方面進(jìn)行突破和創(chuàng)新。 首先,針對(duì)間歇過程動(dòng)態(tài)在線優(yōu)化控制問題,提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)的間歇過程在線優(yōu)化控制方案,通過與離線優(yōu)化控制方案和典型的在線優(yōu)化控制方案對(duì)比,該方案在對(duì)反應(yīng)過程參數(shù)的估計(jì)和對(duì)反應(yīng)產(chǎn)量?jī)?yōu)化方面展示出了良好的效果。 隨后,針對(duì)優(yōu)化算法的研究,提出了基于鄰域粒子擁擠度的粒子群優(yōu)化算法。該算法利用粒子視野這一概念,構(gòu)建粒子的動(dòng)態(tài)鄰域,在搜索計(jì)算的過程中使鄰域由小到大變化,由此表現(xiàn)出的是算法前期充分尋找全局最優(yōu)值,后期又能加快收斂速度,同時(shí)建立了避免粒子過度擁擠的機(jī)制,防止其陷入局部最優(yōu)。通過與標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法對(duì)比,展示出改進(jìn)算法的粒子多樣性和搜索精度都有所提高。 最后,對(duì)間歇過程的能量與產(chǎn)品產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行了綜合優(yōu)化。提出了針對(duì)反應(yīng)預(yù)熱過程和恒溫反應(yīng)過程的分段優(yōu)化方案,在預(yù)熱過程對(duì)能量進(jìn)行優(yōu)化,在恒溫反應(yīng)過程對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行優(yōu)化。達(dá)到了提高產(chǎn)品產(chǎn)量與節(jié)能降耗的雙重目的。將該方案運(yùn)用在典型的間歇生產(chǎn)過程中,驗(yàn)證了其可行性。 【關(guān)鍵詞】：間歇過程 在線優(yōu)化 粒子群優(yōu)化算法 能量?jī)?yōu)化 擴(kuò)展卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB114.2;TP18
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題背景及意義12-13
• 1.2 間歇過程動(dòng)態(tài)在線優(yōu)化及控制策略研究概述13-15
• 1.3 群集智能優(yōu)化算法研究概述15-17
• 1.4 能耗與產(chǎn)量綜合優(yōu)化的方法分析研究概述17-18
• 1.5 研究論文的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 間歇過程動(dòng)態(tài)在線優(yōu)化及控制策略20-32
• 2.1 典型的間歇過程在線優(yōu)化控制策略框架20
• 2.2 典型間歇過程優(yōu)化算法20-21
• 2.3 典型間歇過程控制算法21-22
• 2.4 典型間歇過程預(yù)測(cè)算法22-23
• 2.5 典型間歇過程模型介紹23-25
• 2.6 典型間歇過程優(yōu)化控制策略實(shí)現(xiàn)25-29
• 2.6.1 非線性觀測(cè)方法預(yù)測(cè)未知參數(shù)25-27
• 2.6.2 非線性規(guī)劃方法在線優(yōu)化27-28
• 2.6.3 GMC算法跟蹤控制28-29
• 2.7 本章小結(jié)29-32
• 第三章 改進(jìn)的間歇過程在線優(yōu)化及控制策略32-42
• 3.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波算法32-34
• 3.1.1 卡爾曼濾波器算法32-33
• 3.1.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波算法33-34
• 3.2 基于擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)的間歇過程在線優(yōu)化控制策略34-40
• 3.2.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波器的參數(shù)估計(jì)應(yīng)用35-38
• 3.2.2 改善控制響應(yīng)的補(bǔ)償環(huán)節(jié)38-39
• 3.2.3 結(jié)果與討論39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第四章 基于鄰域粒子擁擠度的粒子群優(yōu)化算法42-52
• 4.1 粒子群算法的鄰域結(jié)構(gòu)42-44
• 4.2 基于鄰域粒子擁擠度的粒子群優(yōu)化算法44-50
• 4.2.1 粒子的尋優(yōu)視野44-45
• 4.2.2 粒子尋優(yōu)過程中的避免擁擠行為45-46
• 4.2.3 基于鄰域粒子擁擠度的粒子群優(yōu)化算法步驟46-47
• 4.2.4 仿真結(jié)果與討論47-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 第五章 面向節(jié)能降耗目標(biāo)的間歇過程優(yōu)化52-62
• 5.1 間歇過程能量與產(chǎn)量綜合優(yōu)化方案的建立52-54
• 5.1.1 間歇過程能量與質(zhì)量?jī)?yōu)化分析52-53
• 5.1.2 間歇過程能量與產(chǎn)量綜合優(yōu)化方案53-54
• 5.2 針對(duì)Chylla-Haase間歇反應(yīng)過程的綜合優(yōu)化方案54-59
• 5.2.1 Chylla-Haase間歇反應(yīng)過程模型介紹54-55
• 5.2.2 仿真應(yīng)用與討論55-59
• 5.3 本章小結(jié)59-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-70
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70-72
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介72-73
• 附件73-74

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Optimal Control of Fed-batch Process with Improved Particle Swarm Optimization    

Optimizing and tracking of temperature control trajectory of batch process    

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工程建設(shè)項(xiàng)目控制目標(biāo)優(yōu)化研究    燕居偉

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風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)組合的均值—CVaR有效前沿(Ⅰ)    劉小茂,李楚霖,王建華

風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)組合的均值—CVaR有效前沿(Ⅱ)    劉小茂,李楚霖,王建華

間歇過程能量平衡和平衡分析方法的研究    李志紅,宋子明,袁志敏

序貫優(yōu)化化工動(dòng)態(tài)問題的蟻群算法    張兵;俞歡軍;陳德釗;

基于免疫機(jī)制的多目標(biāo)蟻群算法用于間歇反應(yīng)器的約束動(dòng)態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化    賀益君;陳德釗;

單產(chǎn)品間歇化工過程設(shè)計(jì)    鄭國(guó)文，許錫恩

過程系統(tǒng)的能量綜合和優(yōu)化    華賁

考慮環(huán)境影響的間歇過程多目標(biāo)最優(yōu)化設(shè)計(jì)    趙博;袁希鋼;羅祎青;

多產(chǎn)品間歇化工過程最優(yōu)設(shè)計(jì)的研究——啟發(fā)法    許錫恩,鄭國(guó)文,成思危

自回歸求和滑動(dòng)平均方法用于間歇過程變量在線預(yù)測(cè)    劉興紅;鄒志云;劉景全;郭宇晴;于魯平;

基于模型的多尺度間歇過程性能監(jiān)控    郭明,謝磊,王樹青

時(shí)段劃分的多向主元分析間歇過程監(jiān)測(cè)及故障變量追溯    王姝;常玉清;楊潔;王福利;馮淑敏;

間歇過程的最優(yōu)調(diào)度策略及應(yīng)用    劉斐

基于高階偏最小二乘的間歇過程建模    王建平;胡益;侍洪波;

間歇過程中穩(wěn)定控制器的設(shè)計(jì)    李華文

間歇生產(chǎn)過程的R調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)控制    賈立;施繼平;程大帥;邱銘森;

一種新的基于圖模型的間歇過程故障監(jiān)測(cè)方法    張玉良;張貝克;馬昕;曹柳林;

基于支持向量機(jī)對(duì)間歇過程的建模及控制    王晶,孫淑藝

間歇過程基于Dioid代數(shù)模型的分析與協(xié)調(diào)控制研究    戴華平,孫優(yōu)賢

一種改進(jìn)的聚類算法在間歇過程中的應(yīng)用    趙春暉;王福利;賈明興;

間歇過程的多變量統(tǒng)計(jì)性能監(jiān)控技術(shù)綜述    劉興紅;鄒志云;劉建友;劉景全;王志甄;

基于局部模型的KPLS方法及其在間歇過程故障檢測(cè)中的應(yīng)用    胡益;馬賀賀;侍洪波;

基于sub-MPLS的多階段間歇過程質(zhì)量預(yù)測(cè)與控制    郭小萍;王福利;賈明興;

基于子時(shí)段LS-SVM的間歇過程質(zhì)量預(yù)測(cè)    郭小萍;趙文丹;李元;

青霉素發(fā)酵間歇過程的特征狀態(tài)監(jiān)督    王妍;李宏光;

基于滑動(dòng)窗PCA的諾西肽發(fā)酵過程子時(shí)段劃分和在線監(jiān)測(cè)    郭小萍;王福利;賈明興;

間歇過程統(tǒng)計(jì)性能監(jiān)控研究    謝磊

間歇過程時(shí)頻域建模及其模型預(yù)測(cè)控制研究    杜紅彬

多時(shí)段間歇過程統(tǒng)計(jì)建模、在線監(jiān)測(cè)及質(zhì)量預(yù)報(bào)    趙春暉

間歇過程的核學(xué)習(xí)自適應(yīng)建模與控制研究及工業(yè)應(yīng)用    劉毅

基于數(shù)據(jù)的間歇過程故障診斷及預(yù)測(cè)方法研究    王姝

基于KPLS的工業(yè)過程監(jiān)測(cè)方法研究    胡益

基于智能計(jì)算的過程控制與優(yōu)化若干研究    李贛平

基于圖模型的間歇過程誤操作風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)方法研究    蔡昕辰

青霉素間歇過程故障診斷方法研究    張旭

基于核獨(dú)立元回歸的間歇過程控制系統(tǒng)研究    倪智振

考慮模型誤差影響的間歇過程迭代優(yōu)化控制研究    李碩

不等長(zhǎng)間歇過程的統(tǒng)計(jì)建模及在線監(jiān)測(cè)    靳劍英

基于高階偏最小二乘的間歇過程監(jiān)控方法研究    王建平

基于多元統(tǒng)計(jì)的間歇過程監(jiān)控與故障診斷方法的研究與應(yīng)用    劉強(qiáng)

面向節(jié)能降耗目標(biāo)的間歇過程優(yōu)化控制    裴春明

間歇過程控制系統(tǒng)研究及半實(shí)物仿真驗(yàn)證    范遂

基于偏最小二乘算法的間歇過程在線監(jiān)控與質(zhì)量預(yù)測(cè)    崔久莉