基于MATLAB化工装置的操作弹性分析

阐述了化工装置操作弹性分析的必要性和实用方法。以浮阀塔板为例,说明如何采用顶点法求解化工装置弹性系数,进行弹性分析,确定不确定参数真实可行的变化范围,比较不同设计的弹性大小;并找出瓶颈所在,为装置的扩产改造提供理论依据。采用MATLAB编程求解弹性系数,算法简单,语言精练。本文所介绍的算法对求解化工装置的弹性系数具有通用性。     

通信星座弹性评估权值确定方法研究

太空环境日益复杂，通信星座的全球覆盖、超视距通信等优势使其具有极高的存在必要性。为保证通信任务的可靠性，开展通信星座弹性评估研究，为建设弹性通信星座提供参考。针对通信星座弹性意义及特点，构建通信星座弹性评估指标体系，并对权重赋值问题进行分析，确定数学模型。针对层次分析法在判断矩阵一致性差时求解特征值困难的不足，提出采用生物地理学优化算法求解权值问题。通过对BBO算法中的迁移机制、迁移算子和突变机制进行改进，实现了判断矩阵排序权值与一致性的统一。并与基本BBO算法、GA算法、GA-PSO算法、AHP算法进行比较验证，结果表明改进BBO算法在收敛速度、优化精确性以及局部寻优能力方面较优。随后，采用改进BBO算法对通信星座弹性评估指标体系权值进行分析计算，得出通信星座弹性评估指标体系权重，可为后续通信星座弹性评估提供一定帮助。     

求解换热网络夹点的Excel电子表格法

为使不熟练计算机编程的工程技术人员、专业设计人员及科研人员能迅速、准确地求解换热网络夹点及所需最小公用工程能量的目标,本文以文献上的事例为研究对象,按问题表格法确定换热网络夹点的原理,利用Excel电子表格建模法求解,并利用Excel图表功能绘制出的总复合曲线图分析网络用能。计算结果与文献上采用计算机编程计算的结果完全相同,表明该计算方法是完全正确可行,且因其简单、实用、直观、灵活、易掌握、又无需计算机编程,因而特别适用于新建化工装置换热网络的优化设计和现行化工生产装置的用能分析及节能优化改造等工作。     

加速分支定界算法在化工过程合成中的应用

在化工过程合成中,人们在确定研究系统的最大超结构后,通常采用混合整数非线性规划模型将其表达,而后通过计算机对该模型求解,从而找到最佳的流程结构.然而,近年来出现了1种新的求解过程,称为加速分支定界法(ABB),是在最大结构已知的基础上,采用分支定界法进行求解的思路.该算法克服了传统方法在处理整型变量时出现的麻烦,不需要建立复杂的混合整数非线性规划模型,就可以实现计算机自动寻找最优的过程流程,为快速有效地求解化工过程综合优化问题提供了1种新的途径.本文对分支定界法与加速分支定界法进行了详细比较,证实了ABB算法在实现自动寻找最优流程结构的合理性与可靠性.最后,以生化法制备丁醇、乙醇和丙酮的下游分离提纯为实例,研究了ABB算法在过程优化中的应用.结果表明,该算法克服了传统方法在处理整型变量时出现的麻烦,是1种快速有效地求解化工过程综合优化问题的新途径.     

大型化工系统优化的并行算法开发

目前求解大规模化工过程优化与模拟问题时,必然面临的一个困难就是由于系统的大规模所带来的迅速增长的计算时间,解决该问题的关键在于减少求解稀收 大型线性方程组所需的时间,本文提出将一种基于并行先导表法的并行计算方法用于求解稀疏大型线性方程组,通过重排将大型短阵转化为带边块对角形式,进而可进行并行部分LU分解,算法中应用了隐主元和异常主元下限技术剔除无法参与分解的变量,将其放进接口矩阵,。从而保证处的数值稳定性,对一个常减压装置的数据校正问题应用了该并行算法进行求解,检验了算法的可行性,以此算法为核心可以进一步开发面向大型化工系统优化的并行计算算法,充分发挥分布式并行计算节省时间的优势。     

评价ANSYS分析方法求解楔类接触问题的效果

采用什么样的数值分析方法才能高效、高精度和高可靠性地求解楔类接触是工程界非常关注的问题.剖析了ANSYS有限元中点面接触和面面接触算法的基本设置及注意事项.运用这两种算法求解了平面刚性和弹性楔类接触问题.然后与理论解进行对比分析,指出了这两种算法求解楔类接触问题的精度、可靠性、效率及适用范围.研究结果表明：点面接触算法的求解精度和可靠性比面面接触算法高,点面接触算法在应力集中的区域能得到较精确的结果;但是,点面接触算法的求解效率比面面接触算法低.虽然上述讨论基于平面问题,实际上这两种算法也可以应用于求解三维楔类接触、塑性和超弹性材料的楔类接触等问题.     

基于数学规划的化工过程常规控制系统的结构选择

化工过程常规控制结构选择问题,由过程控制最底层的多回路PID控制器的结构选择和参数优化问题组成,会直接影响到整个化工过程控制系统的整体控制性能。本文作出常规控制结构选择问题的数学描述,将其转化为带有0-1变量约束的混合整数动态优化问题,并通过将0-1变量松弛化、引入附加等式约束求解此问题。以复杂的催化裂化装置反应-再生系统为例求解其常规控制结构选择问题,求解结果验证优化算法的有效性。     

大规模化工过程系统的分解协调优化并行算法

该文针对大规模化工过程系统优化中计算能力不够的情况，研究一种适合于大系统求解的分解协调算法。在SQP算法分解计算的基础上，利用无约束优化算法进行协调，同时采用并行技术以提高求解效率。利用单机与机群系统建构仿真计算环境，对一换热器系统进行了实际解算。算例结果表明，此算法是行之有效的，在大规模过程系统优化计算中可进行推广应用。     

微机电系统折叠梁开关低功耗方法研究与仿真

研究微机电系统中的功率消耗优化问题。微机电系统中利用折叠梁开关中的电容充放电控制一些大型的电路,当开关需要驱动较为复杂的电路时,为达到驱动效果,开关需要较大弹性系数的电容。传统的微机电系统工作原理中,电容的弹性系数和驱动电压成正比。过大的电容弹性系数将导致驱动电压过大,消耗的有效功率过高。为此,提出一种弹性敏感动态参数优化方法。通过建立折叠梁开关电容弹性系数的动态估计模型,确定功率的变化敏感性,通过充分研究电容弹性系数的动态估计模型,确定系统功耗与弹性系数的关联程度,保证参数时域内达到最优。实验表明,改进方法有效降低了微机电系统的功率消耗,取得了较好的效果。     

多产品批处理不确定生产调度的粒子群算法

针对化工生产中操作时间的不确定性,考虑了含有混合中间存储策略的多产品批处理过程调度问题;采用三角模糊数去描述操作时间的不确定,建立了含有混合中间存储策略的调度模型;通过面积补偿法将原有的模糊调度模型转化为确定性的模型;最后采用结合遗传算法和模拟退火思想的混合粒子群算法进行优化求解,仿真结果证明了模型的有效性和算法的可行性.