文档介绍：哈尔滨理工大学
硕士学位论文
基于NN-GA的工业过程稳态优化设计
姓名:杨欣欣
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:满春涛
20060301
基于。的工业过程稳态优化设计摘要竺尘至竺三奎兰三兰竺三兰竺丝兰随着工业自动化水平的不断提高,工业过程的平稳控制问题基本解决。但由于复杂系统运行中的慢扰动等原因,使大多数系统偏离最优运行状态,必须进行稳态优化寻找最佳操作参数并及时调整,才能使系统保持在最优工况,满足人们对提高经济效益、降低能耗的迫切要求。因此工业过程的稳态优化便成为研究的重点。本文介绍了工业稳态优化的发展、现状及重要意义,在研究神经网络要是网络⒁糯惴ɡ砺鄣幕∩希攵怨ひ倒谭窍咝浴⑹北湫郧壳机理复杂,很难建立生产目标与操作参数问关系的精确模型的情况,选择神经网络建模,并用改进的算法训练网络。改进得到的算法减少了计算量,提高了收敛速度,并通过调整参数值使嘲络的性能函数值不断减小,最终达到建模的精度要求。在优化方面,采用遗传算法对由问题变量编码集构成的群体进行操作,实现高效搜索、获得全局最优解。但应用中需要解决其过早收敛的问题,本文提出基于实数编码的改进措施:首先采用实数编码方式,可减小编码转换的误差;然后利用稳态复制策略让父子两代共同参与选择,保留适应度最高的个体,使整个种群表现出不断向最优解变化的趋势;另外由个体适应值决定交叉变异概率的自适应调整以及实行非均匀交叉变异操作,维持种群多样性防止早熟,保证算法的收敛性。本文用抽余液塔生产过程模拟优化试验柬检验改进的—稳态优化设计方法,经过建模求最优解计算,以及仿真验证并与选文中的结果相比较,证明这是一种比较有效的优化方法,为石油化工生产等复杂系统的稳态优化提供了一点新的思路。最后,提出了一些关于椒ê臀饶钣呕芯坑写徊教剿鞯问题。关键词稳态优化;神经网络:算法;遗传算法
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作者签名:物伙伏帆驯年≥/导师签名:塥磊作者签名:辛勿欣伙冢婺甓嘣拢鮎哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明冢何魍辍菰拢嗳哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书本人郑蕈声明:此处所提交的硕士学位论文《》,是本人在导师指导下,在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期问独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出员献的个人和集体,均已在文中以明确方式注睨。本声明的法律结果将完全由本人承担。大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印,保密口,在不保密回。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖《》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期『日诘际χ傅枷峦瓿傻乃妒垦宦畚摹1韭畚牡难芯砍晒楣趵砉缩印或其他复制手段保存论文,可以公白论文的全部或部分内容。本学位论文属于年解密后适用授权书。
、自动化,人们对控制系统的性能要求不断提高,已不满足生产装冒的稳定运行:再加上原材料价格不断上涨和人们的环保意识逐步增强,人们希望能找到一种在不必对原有设备进行频繁改造的禾下,通过改善操作来实现提高产量、质量、生产效率,降低成本与能耗的目标。因此对工业过程系统进行稳态优化,确定和跟踪使系统运行在最优工况的生产工艺条件与操作参数是十分重要的。工业过程的工况是由控制器进行闭环反馈控制的。由于环境的变动、设备的老化以及原料成分的变动等因素,形成了对工业过程的慢扰动。为此应该根据某些指标的规定分析工艺参数的内在联系,建立系统的数学模型,通过采用某种优化算法确定最佳操作条件,来寻找和维持工业过程的最优工况,最终达到增加产量、减少原材料和降低能源消耗,以及提高产品质量,从而获得最佳经济效益的目的。这就是稳态优化问题甋由于稳态优化具有投资少、见效快的优点,所以受到人们的广泛重视,具有良好的应用前景。它给工厂企业所所带柬的经济效益和社会效益都十分重丈,往往对其起着决定性的作用,因此具有莺要的现实意义。有资料显示,用%的投资购回的〉サ男б妫绻谙冉刂频幕∩希僭黾%的投资进行稳态优化,就可以取得%的经济效益,因而有人把优化称为“不用投资的技术改造”⋯。工业过程稳态优化是从年代开始的。当时,西方化工界的企业家将计算机在线地和一些常规控制器的设定点联接起来,试图用一个静态的过程模型和非线性规划的方法达到某种经济性目标函数的最优化“K撬淙蛔龉庋