抗生素发酵过程优化调度模型的研究

对抗生素多罐并行发酵过程进行了分析,将任务、设备和事件之间的分配关系表达为两类0-1变量,建立了一个基于连续时间的抗生素多罐并行发酵过程优化调度的M ILP(混合整数线性规划)模型。该模型整数变量少,求解速度快,并给出了最短生产时间和罐批最优生产序列。最后以头孢菌素发酵过程为例证明了此调度模型的可行性和有效性。     

面向石化企业间物流集成计划优化的模型及应用

在石油化工行业,上下游企业的联合生产是供应链优化的主要途径和重要手段。但由于石化企业的生产工艺过程复杂且设计相互独立,企业间的协同生产往往仅存在于大型石化集团统一设计、建造的炼化联合生产系统中。本文提出了适用于独立运营的石化企业集成的前提条件和建模方法,以独立生产的炼油厂和烯烃厂为研究对象,基于其生产物流计划模型,建立统一的联合生产计划优化模型。该集成优化模型为混合整数线性规划模型,以生产效益最大化作为优化求解目标,并分析了市场需求平稳、萎缩和旺盛3种不同的案例场景。实例计算表明,同独立生产相比较,石化企业的集成优化和联合生产能够降低物料存储成本和总成本,节省优化求解所需的计算资源,并促进经济效益的提升。     

精馏过程的动态模拟

在各类典型精馏过程稳态模型的基础上,建立了6类典型非稳态精馏模型,并对动态精馏过程的开环响应进行了模拟计算.计算结果表明,实际精馏塔内存在的非平衡效应和惯性效应对非稳态精馏的动态响应过程有很大影响,其中惯性效应的影响更为突出.本文建立的三维非平衡混合池动态精馏模型充分地考虑了精馏过程中的非平衡效应和惯性效应,因此相信能够更适合于模拟实际的动态精馏过程.     

基于动态优化的催化裂化装置再生器裕量分析与控制设计(Ⅱ)求解方法与结果分析

用动态优化的方法求解催化裂化装置再生器的工艺裕量与控制设计。对于该多目标混合整数动态优化问题,通过ε-约束法处理多目标优化问题,将控制性能目标函数转化为控制性能约束;通过将0-1变量松弛化、引入附加等式约束求解混合整数动态优化问题。求解得到非劣解集,绘制关于控制性能指标和工艺指标的关系曲线,发现系统对控制器性能的要求愈高,所需要的裕量应愈大。由此进行折中处理,从而找到兼顾工艺要求和控制性能的催化裂化装置再生器优化设计方案。     

面向服务的开放架构复杂过程系统模型化与优化

分析了复杂过程系统建模优化软件的需求与现状,提出了一种面向服务的开放架构的应用模式.以复杂系统开放方程建模软件ASCEND为基础,对其内在结构、运行模式、外部接口等进行了重组,在AUTOMATION技术支持下实现了AscendServer建模优化核心服务器(组件),能提供基于组件化封装、消息驱动机制和进程间协同工作的一种应用程序接口,使得大规模、复杂系统的建模与优化能够具有更广泛的数据交互、更弹性的应用模式、更强的适应性.某石化企业PTA生产过程水平衡数据调和计算实例验证了这种开放架构优化求解服务的有效性.     

聚丙烯腈质量指标软测量混合模型的应用

运用多种软测量技术,提出一种多类型混合软测量模型,并用于聚丙烯腈生产过程质量指标的推理估计,证明该模型性能优良。     

聚合反应过程质量指标的推理估计混合模型

针对聚合反应过程的非线性、时变性和不确定性,提出了一种多类型混联混合推理估计模型。该模型以过程机理知识为基础框架,以各种神经网络和回归辩识模型的计算结果作为混合模型中各子模型或机理模型的过程参数。为了体现过程的多模式集成特点,该混合模型充分利用各种类型模型的不同特性,既保证按照动力学规律描述聚合反应过程特性,又充分利用现场运行和分析的数据,辩识模型结构参数,使所建模型不必完全依赖对过程特性的认识。将该混合模型用于聚丙烯腈生产过程质量指标的推理估计,现场应用效果证明了这种模型的优良性能。     

具有不确定性的聚烯烃牌号切换过程动态优化

聚烯烃生产经常需要进行牌号切换操作,最优牌号切换策略能在保证生产安全的前提下减少切换过程中的经济损失.由于实际生产中存在不确定性,基于理论模型的最优解无法保证最优的切换结果,甚至使牌号切换失败.对此,有学者将最优性条件校正策略引入牌号切换问题中,在克服不确定性方面体现出较好效果.从最优输入轨迹中提取合理的解模型是校正策...     

基于动态模型的在线反馈优化

针对化工过程动态波动明显、优化模型存在较多的不确定性等特点,提出了一种考虑过程不确定性、基于过程动态模型的在线反馈优化策略。将过程动态模型按一定周期离散化为差分方程,基于差分方程进行动态优化,优化目标函数为优化时域的终端时刻的经济指标,优化变量为过程的操作变量,采用非线性规划作为优化算法;优化结果在实施后根据可测输出进行在线反馈,在优化模型的差分方程中引入误差修正项,将对应时刻的状态变量和相关变量的实际值代入可求出误差修正项,从而实现在线反馈优化。仿真结果表明,与传统的稳态操作优化相比,基于动态模型的反馈优化同样可将过程运行于最优操作点,同时具有很强的实时性,在外界干扰出现时可以立即作出反应,将过程推向最优操作点。     

基于gPROMS的间歇式过程的动态优化

分析了gPROMS(general Process Modelling System)软件的数值计算性能,并且以一类间歇式化学反应过程为例,基于作者提出的该反应过程的动态数学模型利用gPROMS软件对该反应过程进行了动态优化研究,检验了gPROMS的动态优化能力。     

基于有限测量信息的过程系统参数可估计性分析

实时优化与过程对象模型的精确程度有关。如果过程对象模型与实际模型偏差较大,则会引起优化结果与过程实际的最优结果不一致,并导致优化的效率降低。在实时优化中应采用参数估计,调整过程对象模型的参数,从而保证过程对象模型与实际模型相一致或偏差最小。基于系统可估计性定义,本文根据有限测量信息的参数估计问题特点,提出了系统的参数可估计性定义;通过分析线性系统与非线性系统,指出系统具有参数可估计性的充分条件;并分析了如果系统不具有参数可估计性时,则需要固定哪些参数才能使得整个系统具有参数可估计性。最后分析了当测量变量有多组测量时对系统参数可估计性的影响,通过线性与非线性实例验证了分析结果的有效性。     

基于混合逻辑动态法的污水处理除氮过程的优化控制

应用混合逻辑动态系统法（MLD）,对活性污泥1号模型（ASM1）进行了简化,利用有关活性污泥法的专家经验,建立了连续进水间歇曝气活性污泥法除氮动态模型.再采用预测控制的方法对该过程进行优化控制,通过仿真结果可知：将MLD法应用到活性污泥法建模和优化控制中,可以更加深入地挖掘相关的专家经验知识,并将这些专家经验知识和连续变量模型相结合,使模型更加精确,控制和优化的效果更好.为污水处理领域研究提供了一条新的途径.     

橡胶轮胎混合生产过程建模与调度

针对橡胶轮胎泥生产过程,建立了其调度模型。通过将炼胶等连续生产过程离散化整量化,得到了一致的离散调度系统。给了散化时间周期的选择方法和调度系统优化方法。对上海载重轮胎厂子午线轮胎生产过程这一类型的混合舭诉调度设计结果表明,这种方法对于轮橡胶混合生产过程具有较好的适用性。     

基于遗传算法的原油混合优化研究

对原油混合优化问题进行了研究,在模型建立过程中综合考虑了原油的储运调度约束和混合原油属性约束,并计入了装置加工的可变成本,使之更加符合生产实际,采用遗传算法来求解模型,通过实例分析,证明了模型和算法的有效性。     

锅炉蒸汽系统多操作周期的优化调度

针对锅炉蒸汽系统必须满足外界蒸汽的需求发生周期性变化的情况,提出了每个周期的操作费用和周期之间锅炉启动和停运的转运费用的优化调度问题.针对此混合整数非线性规划问题,提出了用列队竞争算法和动态规划法分步求解的计算方法,所需的计算时间仅与周期数成正比,而且能得到全局最优解.两个实例说明了该方法的有效性.     

化工动态优化问题的混合海鸥优化算法研究

化工动态优化问题的求解具有重要的理论与现实意义,但是求其最优解具有一定的难度,因此,提出了一种混合海鸥优化算法(HSOA)用于求此问题.首先在海鸥群体产生攻击行为的过程中引入认知部分,避免算法陷入局部最优;其次,引入自然选择的机理,利用适应度值对群体进行排序,用最好的一半个体代替最差的一半个体,同时保留群体的历史最优值...     

线性规划实现动态优化的模型预测控制策略

为减小模型预测控制算法中动态优化部分的计算复杂度,提出了用线性规划而非二次规划解决模型预测控制动态优化方法。对单输入单输出和多输入多输出模型预测控制的情形,以控制增量、输出增量和偏移变量作为优化变量,建立线性等式约束和不等式约束,并引入线性目标函数,形成线性规划问题。通过加入多种软约束,可改善动态过程的性能指标,达到平稳控制的目的。最后通过一个实例验证了方法的有效性。     

填料塔精馏过程的建模与优化

通过对填料塔的等板高度的计算,将填料塔精馏过程的建模问题转化为一个理论筛板塔的建模问题,简化了建模过程的复杂性,并推算出灵敏板的位置和灵敏板温度,同时提出了优化操作的合理、可行的建议。     

面向价值最大化的炼油过程虚拟制造

通过炼油生产全局优化,实现精细化加工,以最小的成本生产合格的产品,已成为全球炼油企业的共识。文章以实际炼油工业为研究对象,围绕炼油全局优化相关的质量和效益问题,研发虚拟制造系统,重点研究分子尺度过程机理建模、分子管理驱动的计划决策优化、经济导向的装置尺度实时优化,实现炼油过程准确表征、装置运行优化以及全局资源配置最优,最终实现炼油全局价值最大化。     

考虑切料过程的乙烯裂解炉炉群调度建模与优化

乙烯裂解炉炉群通常由多台裂解炉并行运行,将烃类原料裂解成小分子烃类化合物。由于随着裂解炉连续运行不可避免地在炉管内壁产生结焦,结焦导致裂解炉运行效率下降,所以需要对裂解炉进行周期性的停炉清焦。对于不同价格参数的多种原料不同清焦费用的多台裂解炉来说,整个乙烯裂解炉炉群系统的循环调度应是求得最优解使得收益最大化。本文对此类裂解炉炉群循环调度问题提出了一个新的混合整数非线性（MINLP）模型,相比较以前的研究该模型能够得到更好的求解多原料多裂解炉的问题,同时解决了裂解过程中切料时机选择的问题。最后,以某乙烯厂为研究实例进行切料时机的优化,优化后裂解炉全周期的运行效益显著提高,为操作人员选择最佳切炉时机提供了理论依据,说明了此模型的有效性。