基于灰色差异度的多目标优化方法及其应用

依据灰色关联度的计算,并针对多目标优化设计中存在的困难,提出了基于灰色差异度的多目标优化方法。对多目标进行优化设计时,以单目标优化时得到的各单目标最优值组成的序列为基准向量序列,以计算出的各目标函数的一些实际值组成的序列为目标向量序列,计算出灰色关联度,进一步计算出灰色差异度,并以灰色差异度为目标函数,将多目标优化转化为使灰色差异度最小的单目标优化。以此方法对抽油机进行了多目标优化设计,得到了较优的结果,通过分析比较,说明该方法是有效的。     

抽油机的多目标优化设计算法

介绍一种用于抽油机优化设计的多目标、有约束非线性规划算法，这种算法利用直接求非劣解的概念，借用网格法的有关思想，求出抽油机运动与动力性能均优的所有非劣解，并按照设计要求，选用合理结果。这样，避免了将多目标函数转化成单目标函数算法的难点，一般还能求得全局最优解。该算法中，全面考虑了抽油机在设计中的各种要求（即约束条件），以便能求得满意的结果。该算法的约束条件采用边计算边判别的办法，既避免了连杆机构在连续判别约束条件时的缺点，也节约了运算机时。采用不同的数学模型，可以用于不同类型抽油机的设计。     

基于稳定的导管架海洋平台的多目标优化设计

把导管架海洋平台看作钢框架结构,并把多目标优化设计方法用于结构的设计中。以结构的总重量和结构构件的长细比为优化目标,以导管的平均直径和壁厚作为设计变量,考虑强度,刚度和稳定等约束条件。并以胜利油田埕北#11单井采油平台为例进行了计算,计算结果表明此方法对海洋平台的设计具有一定的参考意义。     

板翅式换热器模糊优化设计

在板翅式换热器设计中,质量小、压降低及效率高是设计者通常追求的目标,它们之间相互矛盾,是一个多目标问题。应用模糊优化理论,在综合考虑了压降、效率和质量的基础上,设计出了综合技术指标优化的板翅式换热器。     

压裂优化设计方案的模糊决策方法及应用

依据模糊决策方法,对压裂设计方案进行了优选。该方法改变了以往压裂设计中只考虑单一优化目标函数的作法,综合考虑了不同压裂设计方案中的多个性能指标,因而可以认为更趋合理化。与以往压裂优化设计方案相比,结果与实际更相符。     

基于Taguchi方法的射孔枪多目标优化设计

基于Taguchi方法,以射孔枪管形状参数中的管半径、射孔枪孔眼半径和开孔数为3水平试验因素,设计出一个3因素3水平正交表,通过有限元数值试验,计算了结构的极限载荷和位移.通过对结果进行极差和方差分析,确定了形状参数对结构性能的影响水平,综合考虑极限载荷和最大径向位移,采用区间取值(RTV)综合评分法进行了多目标结构参数优化.分析发现管径增大导致极限载荷增加,孔径和孔数增大导致极限载荷减小;管径、孔径和孔数增大都导致径向位移增大;在各种参数中,孔径的影响最为明显.     

常规型抽油机多目标优化算法设计

多目标演化算法(MOEA)不能很好地解决强约束问题的多目标求解。为此,采用一种新的集复合形方法和几何选择为一体的多目标Pareto进化算法(GPEC),对常规型抽油机的上冲程最大扭矩因数和上冲程悬点加速度进行多目标优化设计。该算法中,对抽油机杆件尺寸采用浮点数编码方案,利用复合形法在可行域内构造演化算法的初始种群,在杂交和变异过程中,始终保持种群中具有足够多的有效个体,并且在每一代进化过程中,挑选出与无穷远处的某点距离最远的点输出,最后再筛选出有效的Pareto前沿点。从优化计算结果看,该算法能有效地找出足够多的Pareto前沿点。     

基于MATLAB优化工具箱的行星轮系参数优化设计

为了合理分配行星轮系的总传动比，并使系统体积小、质量轻，建立了具有3个设计变量、1个目标函数和8个约束方程的优化设计数学模型，并用MATLAB优化工具箱进行求解。经实例计算和分析，说明这种优化方法符合实际、准确可靠；设计的数学模型有一定的使用价值，为深入研究行星轮系建立了基础。     

基于时间序列模型的UOE焊管生产过程多目标优化

为有效实现UOE焊管生产过程的优化计算,提出了一种综合考虑产品质量、成本、库存等多个指标的优化模型及满意求解算法。首先,考虑原料库存对焊管过程的影响,将库存成本作为目标函数,库存量作为约束引入优化模型。然后,针对模型具有多个质量边界约束的特点,利用焊管生产过程中质量约束边界的可调性,引入满意优化理论中的"软约束"调整约束边界,以改善该优化问题求解的可行性。最后,引入时间序列模型中的加权移动平均法和一次指数平滑法进行寻优,并将提出的模型和算法应用于指导焊管生产。研究结果表明:所提出的优化模型及求解算法有效地提高了UOE生产过程的作业效率,优化结果既能满足焊管工艺技术要求,也能有效降低生产过程异常和生产成本。     

多层包扎压力容器模糊可靠性优化设计

在多层包扎压力容器设计中应用模糊可靠性优化设计理论时,以多层包扎压力容器金属消耗量最低为设计目标,既能发挥常规优化设计的特点,又能充分考虑设计参数的随机性和设计边界的模糊性。以某合成塔为例进行模糊可靠性优化设计,优化前后的结果对比表明,优化后壁厚比原设计壁厚减少,质量比原设计质量减少8％左右。模糊可靠性优化设计的结果符合实际、更合理也更科学。模糊可靠性优化设计理论也可应用于其它压力容器的设计。     

基于螺旋优化的三元复合驱模糊多目标最优控制求解

综合考虑利润、产量、吨油成本和投资等目标,建立了三元复合驱模糊多目标最优控制模型。该模型以三元驱替剂的驱油机理为支配方程,以驱替剂的浓度和用量限制为约束条件,以驱替剂的注入浓度为优化变量。对于该模糊多目标最优控制问题,首先引入隶属度函数,将每个目标进行确定性描述,然后借鉴对称模型的思想,提出了一种模糊多目标处理方法。引入权值将各个性能指标根据设定的侧重程度映射到统一的对称集合中,选取其中一个目标作为模糊目标集,其余的作为模糊约束集,采用λ水平截集迭代法将该模糊多目标规划问题转化为确定性单目标问题。采用混合螺旋优化算法进行求解,得到三元复合驱的最优注采策略。最后通过仿真分析验证了提出算法的有效性。     

基于紧密性的法兰模糊可靠性优化设计方法

提出了螺栓法兰连接模糊可靠性的概念,基于垫片时效泄漏模型和模糊随机概率理论,推导了螺栓法兰连接模糊随机可靠性的计算公式。为减轻法兰质量,降低设备成本,根据设计参数定义了密封可靠性的灵敏度优化参数,同时考虑螺栓法兰连接的紧密性、法兰强度和刚度,研究了法兰模糊可靠性优化设计方法。根据提出的优化设计方法,以某管法兰为例进行了模糊可靠性优化设计,设计得到的法兰既可满足强度、刚度及可靠性的要求,又能使连接系统的泄漏率小于规定指标泄漏率,且优化后其质量减少了16%,设计的法兰安全、经济。     

基于模糊综合评价的水下管汇结构可靠性分析

针对水下管汇结构可靠性研究较少的现状,基于故障树模型和模糊综合评价方法对水下管汇结构进行可靠性分析.首先对水下管汇结构的通用构型进行分析,并确定研究对象;然后通过分析水下管汇所受外部载荷确定了其结构的失效模式,以水下管汇结构失效为顶事件,明确导致顶事件发生的直接原因事件,再逐级演绎,直至找出基本事件,据此建立了水下管汇...     

基于CFD的集合管盲端法兰防漩涡结构优化

当催化重整装置中加热炉的处理量增加至168 t/h时,其集合管盲端法兰内右下侧距平盖100 mm横截面(J面)发生了类似冲刷的腐蚀,影响了装置的连续生产。为此,运用CFD软件Fluent模拟加热炉集合管内介质流动情况。模拟结果表明,在集合管盲端法兰内侧右下方部位的漩涡流强度剧烈,漩涡流强度随介质处理量的增大而增加,当处理量为168 t/h时,涡量值为240 s-1,切向速度达到16 m/s。为了改善集合管盲端的漩涡流,对集合管盲端法兰盖结构进行优化设计,并用CFD软件进行数值模拟,结果表明优化后的平盖结构具有很好的防漩涡作用。最后针对优化的平盖结构对炉管流量分配的影响进行研究,结果表明优化的防漩涡结构不会影响管系的流量分配。     

基于模糊层次分析法的管道维护决策优化方法研究

我国有油气管道近2×10^4km，由于管道所处环境大多较恶劣，油气输送管道服役年限的逐渐延长将大大影响管道运行的经济性与安全性。为了有效地对油气管道进行维护，提出了基于模糊层次分析法的管道维护资源最优分配方法。     

基于Mamdani推理法的双体无人艇模糊控制器设计

为研究适用于双体无人艇的运动控制方法,研究模糊控制技术在航速/航向这2个运动控制方面的应用。构建航速/航向模糊控制器：在航速控制器中选取三角形型隶属函数进行模糊化,在航向控制器中选取高斯型隶属函数进行模糊化;根据人的控制经验形成规则库;选取Mamdani法作为模糊推理方法;选取面积重心法作为解模糊的方法。仿真结果表明,模糊控制方法在双体无人艇的航速/航向控制是有效的。     

基于响应面分析的附壁脉冲射流喷嘴优化设计

为了提高附壁脉冲射流喷嘴结构的可靠性,针对某一超深油井井下附壁射流喷嘴,采用中心复合响应面设计与数值模拟方法,以反馈通道直径、附壁夹角和出口直径为优化变量,以射流的压力脉动幅值为优化目标,开展了喷嘴结构的优化设计。通过试验与数值模拟结果对比,验证了数值模拟方法的可靠性。对响应面结果的拟合回归方程、三维立体图和等高线进行了分析,分析结果表明,出口直径的变化对响应值压力脉动幅值的影响最为明显,较小的出口直径能够获得更大的压力脉动幅值。基于响应面分析结果,得到了优化的附壁脉冲射流喷嘴结构。对优化得到的附壁脉冲射流喷嘴内流场开展数值模拟分析,得到其脉动幅值为0.308 MPa,与响应面模型预测值非常接近,进一步验证了采用中心复合响应面法优化得到的附壁脉冲射流喷嘴结构的可靠性。研究方法与结果可为类似结构的优化设计提供参考。     

基于模糊数学的多目标评价法及有杆泵系统优化

抽油机井有杆泵系统优化设计通常会有很多方案,目前没有相对合理的方法对这些方案进行优选。基于模糊数学原理的多目标优选方法,以系统效率、供产协调、安全系数为目标变量,对优化设计出的多种有杆泵系统方案进行对比分析,得出侧重于某一权重的最优方案。实例分析表明,该方法优选出的优化设计方案优于其他方案,对采油生产具有指导意义。