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。     

基于动态预测的优化配产系统研究

配产在油田开发过程中起着重要的作用,特别是对于目前处于开发中后期的油田而言,进行合理配产更是油田稳产、高产的重要保障.基于时变系统的动态预测方法,利用自动优化配产技术,形成油田优化配产系统.该系统在油田采油厂运行状况良好,取得了较好的生产效果,节省了人力物力,提高了油田采油厂的优化配产水平.     

高温热泵蒸汽系统的动态响应及扰动优化

为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器后系统的性能系数提升了16.1%,沿着工质的流动方向,越远离波动源工质性能参数越趋于稳定,且状态参数的灵敏性排序为：工质质量流量扰动>热源温度扰动>热源质量流量扰动。另外,为提高系统抗干扰性,通过PI控制器对节流阀开度进行调节,优化后内外部扰动下所有性能参数的稳定性都得以提升,尤其是工质质量流量扰动下从无法稳定输出蒸汽到以较稳定方式输出140℃蒸汽,且三扰动因素下其产汽量分别提升了20.8%、3.0%和1.9%。     

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...     

余热锅炉单相受热面动态建模与模型参数优化

作为余热利用环节中最重要的部分,余热锅炉的启动、变工况运行和停机特性直接决定锅炉的寿命及效率。基于工质热力学性质和质量、动量及能量守恒方程,以Matlab/Simulink为平台,构建了余热锅炉单相受热面的动态仿真模型。结合某水泥厂自主设计的直流余热锅炉实验数据,基于遗传算法和粒子群算法,对动态模型进行了参数优化。结果表明,经过优化后,余热锅炉动态模型与实验数据匹配程度高,模拟与实验结果的误差为0.93%~4.39%。因此,本文所建立的单相受热面变工况动态模型可以准确反映余热锅炉受热面动态特性。两种算法的对比表明,粒子群算法适应度函数收敛更优;在收敛迭代次数上,粒子群算法在54~64代达到收敛,遗传算法在93代后达到收敛。粒子群算法在参数优化方面优于遗传算法。     

热集成精馏系统的动态优化策略研究

提出基于机理模型,以最小能耗为目标的热集成精馏系统的动态优化策略。SQP和正交配置的离散化方法实现动态优化的计算,仿真结果表明该方法的有效性。     

再生气加热炉工况异常原因分析及优化

N-B终端进行分子筛及再生气加热炉进行调试试运行过程中发现,再生气加热炉由小火切至大火过程中,出现炉膛内燃烧不平稳并有火焰从火盆处底部扑出的异常工况。通过对再生气加热炉PLC控制程序进行修改。增加燃料气调节阀开大过程的渡值,及时在炉膛内建立对流状态下的动态平衡,优化再生气加热炉运行工况,解决火焰外扑问题。     

两段法固定床甲醇制芳烃工艺动态模拟与优化

两段法固定床甲醇制芳烃工艺复杂,产物种类多,各个单元间相互影响,变量间相互耦合,如何保证产品收率,推进其工业化发展,是该工艺亟需解决的难题。基于两段法甲醇制芳烃实验数据,采用UniSim软件对工艺进行动态模拟,研究了不同时刻进料醇质量分数、一段反应温度、二段反应温度和空速变化对芳烃选择性的影响,并对操作条件进行了优化。结果表明：进料醇质量分数与空速对芳烃选择性的影响显著。在实验范围内,当甲醇进料100%,一段反应温度450℃,二段反应温度480℃,空速为0.55 h^-1时的芳烃选择性S_Aro达到最大值93.34%;当甲醇进料90%,一段反应温度450℃,二段反应温度480℃,空速为0.6 h^-1时的三苯(苯,甲苯,二甲苯)选择性S_BTX达到最大值70.9%。     

汽车车门密封条动态异响分析及结构优化

分析汽车车门密封条与钣金密封面之间的相对滑动、硬接触等造成的动态异响,结合非线性有限元分析软件Msc.Marc对密封条断面进行分析及实车异响排查验证,确定异响源于门洞密封条与车门摩擦或密封条本体撞击粘连,对密封条结构进行优化,彻底解决此类异响问题,并提高密封条的密封性。密封条结构优化后压缩载荷衰减率从7. 64%降到5. 82%,可为后续车型设计提供参考。     

动态旋风分离器数值模拟及实验研究

旋风分离器具有结构简单性能稳定等优点,但对于粒径10μm以下颗粒,分离效率较低。本文对普通旋风分离器进行改进,设计了带有旋转叶片的动态旋风分离装置,并进行了实验和数值模拟研究。数值模拟气相采用RNG k-ε模型与RSM模型相结合的算法,颗粒相与气相之间采用以欧拉-拉格朗日气固两相流耦合思想为基础的DPM模型进行模拟,主要研究了装置内部流场和颗粒分离效率与进口气速和转子转速之间的关系,并与实验中通过静电低压悬浮颗粒取样器（ELPI）获得的装置分离效率进行了对比。模拟和实验结果表明,装置切向速度场中转子部分的切向速度主要由叶片转速决定,转子外部区域的切向速度则主要由进口气速决定,且在一定的转速和进口气速下,动态旋风分离器对粒径在5μm以上的颗粒有良好的脱除效果。     

多组元精馏动态数学模型的求解及其刚性研究

建立了适用于多组元精馏过程动态模拟的通用数学模型 ,对精馏动态模型的刚性问题进行了研究 ,并对 8组分、47块理论板的萃取精馏体系进行了动态模拟。经验证 ,所编制的动态模拟程序可适用于强刚性体系 ,并且模拟结果可靠 ,具有足够的精度。     

轮胎动平衡试验机轮辋材料的优化

对轮辋的受力情况进行理论分析,通过有限元分析软件Ansys对轮辋工作时的应力状态进行仿真模拟,在此基础上进行多种材料的强度校核,并对轮辋参数进行优化.结果表明,ZL107型铝合金可取代现有轮辋材料7A04及40Cr,采用铸造工艺加工,材料的利用率可由30％提高到80％,可减少制造工序并显著降低生产成本.     

氧浓度振荡操作下的丙烯氨氧化反应动态动力学模型

针对Mo-Bi系催化剂作用下的丙烯氨氧化反应过程，采用氧浓度的强制周期振荡操作，根据理论推导和所定义的催化剂表面活性中心分率α，得到了丙烯转化率X及丙烯腈选择性SAN的动态动力学模型如下。进而结合在不同振荡操作周期，不同振幅条件下所采集到的实验数据，确定了模型参数，并进行优化计算得到最佳的振荡操作条件，丙烯腈周期平均收率达81．1％，比非振荡操作时提高了3．09个百分点。     

化工装置动态模拟与优化工艺软件平台

作者在多年工程实践基础上，动用化典流程模拟理论和技术，开发成功通用动态化工流程模拟与优化系统并在工业应用中取得良好效果。     

基于动态聚类算法的CWNN在纸张紧度检测中的应用

针对造纸生产线中纸张紧度无法在线检测的问题,利用小波-神经网络的分析和非线性逼近能力拟合纸张紧度J与纸张定量Q、纸张水分M、叩解度°SR、纸浆纤维湿重g、浆速网速比KT等可在线检测量间的非线性关系.通过K均值聚类算法预处理训练样本以平滑优化途径,解决连续小波神经网络(CSNN)的局部极小化问题.将学习算法中的主要系数独立地分配到网络的权值和小波尺度因子中,以提高网络的并行运算能力和收敛速度.训练好的CSNN用于纸张紧度的在线检测.仿真和实践表明:该方法测得的纸张紧度精度高.     

Integrated Scheduling and Dynamic Optimization of Sequential Batch Processes with Online Implementation

An efficient decomposition method to solve the integrated problem of scheduling and dynamic optimization for sequential batch processes is proposed. The integrated problem is formulated as a mixed‐integer dynamic optimization problem or a large‐scale mixed‐integer nonlinear programming (MINLP) problem by discretizing the dynamic models. To reduce the computational complexity, we first decompose all dynamic models from the integrated problem, which is then approximated by a scheduling problem based on the flexible recipe. The recipe candidates are expressed by Pareto frontiers, which are determined offline by using multiobjective dynamic optimization to minimize the processing cost and processing time. The operational recipe is then optimized simultaneously with the scheduling decisions online. Because the dynamic models are encapsulated by the Pareto frontiers, the online problem is a mixed‐integer programming problem which is much more computationally efficient than the original MINLP problem, and allows the online implementation to deal with uncertainties. © 2013 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 59: 2379–2406, 2013     

A Three-section Algorithm of Dynamic Programming Based on Three-stage Decomposition System Model for Grade Transition Trajectory Optimization Problems

This paper introduces a practical solving scheme of gradetransition trajectory optimization (GTTO) problems under typical certificate-checking–updating framework. Due to complicated kinetics of polymer...     

多样性分布参数的粒子群算法及其在过程动态优化中的应用

提出一种多样性分布参数的粒子群算法(DDPPSO)。在DDPPSO算法中,每个粒子在初始化时拥有各自的惯性权重和加速因子。在迭代时由每个粒子的寻优性能决定其参数的权重,进而计算参数群体的加权平均值。根据加权平均值与自适应方差,通过正态分布产生下一代参数个体,从而实现参数群体的多样性分布,为算法的寻优提供实时最佳的控制参数。标准测试函数实验表明,在寻优性能上DDPPSO算法较新改进的PSO算法有较大提高。最后,将DDPPSO算法应用于Park-Ramirez生物反应器的动态优化,获得满意的结果。     

袋式除尘器喷吹清灰系统的优化设计

阐述了袋式除尘器喷吹清灰的原理、清灰系统的组成,通过理论分析,得到清灰需气量、喷射管的最大流量、喷嘴出口流量等参数,并用具体实例进行计算,得到喷嘴直径和气包最小容量等参数,据此提出了设计清灰系统的一些优化方法.