資源描述：
《基于模糊理論的化工過程多目標優(yōu)化集成研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、大連理工大學博士學位論文基于模糊理論的化工過程多目標優(yōu)化集成研究姓名：孫力申請學位級別：博士專業(yè)：化學工程指導教師：姚平經;樊希山20040801摘要摘要化工過程優(yōu)化以往主要注重經濟性，隨著可持續(xù)發(fā)展的要求越來越迫切，在優(yōu)化過程中還要考慮過程的環(huán)境影響，優(yōu)化的目標擴充為過程經濟最優(yōu)和環(huán)境影響最小。而化工過程優(yōu)化不僅要使上述兩個目標最優(yōu)，還應滿足過程的可操作性。本論文將過程安全性及裝置可靠性作為新的優(yōu)化目標加入到過程優(yōu)化中。本論文在總結以往化工過程優(yōu)化策略的基礎上，對多目標優(yōu)化問題提出基于模糊理論的復合式過程集成方法，并進行了理論和實例研究。論文的主要內容有：(1)本論文對
2、過程的經濟性、安全性和裝置可靠性這三個優(yōu)化目標直接引進相關領域的研究成果進行了數(shù)學描述，而針對過程的環(huán)境影響開發(fā)了基于多目標模糊優(yōu)選理論的化合物環(huán)境影響指數(shù)的確定方法。論文中將多目標模糊優(yōu)選理論應用于化學物質環(huán)境影響指數(shù)的確定，并非簡單、直接的套用，而是針對環(huán)境問題的特點，結合系統(tǒng)性和層次性，根據(jù)不同的分層準則，建立化學物質的環(huán)境影響系統(tǒng)模型：同時充分考慮事物的過渡性質，浮動地選擇閾值，結合決策者的主觀能動性，以保證評價系統(tǒng)的靈活性、可操作性和實用性，使結果更符合客觀實際。(2)化工過程優(yōu)化目標之間往往通過決策變量相互制約，目標函數(shù)的拓撲結構十分復雜，而且其重要性和優(yōu)越性
3、并不相同，因此各優(yōu)化目標具有不同的優(yōu)先度。目標優(yōu)先度的確定合適與否將關系到優(yōu)化決策的合理性，乃至成敗。論文應用模糊決策分析法確定目標的優(yōu)先度，突破了以往應用層次分析法(AHP法)等進行多目標決策的傳統(tǒng)。通過對決策集中定性因素重要性和優(yōu)越性的反復思考，按照嚴謹?shù)臄?shù)學定理和邏輯推理，確定合適的目標優(yōu)先度，以反映多目標優(yōu)化的實際要求。(3)集成概念為化工優(yōu)化問題提供了系統(tǒng)方法。本論文探討了各種集成方法的特點及其在化工優(yōu)化中的應用。對于多目標優(yōu)化問題的求解策略，將不同集成策略進行組合是必然的發(fā)展趨勢。而優(yōu)化目標的增加，不可避免地增加過程的不確定性和模糊性。本論文提出了基于模糊理論
4、的復合式過程集成方法，并建立了化工過程多目標優(yōu)化的總體框架。對于具體問題，應用層次分析等集成方法尋找過程優(yōu)化的機會，確定備選方案；應用模擬技術評價備選方案的優(yōu)劣，并為過程優(yōu)化建模提供基礎：對于形成的多目標MINLP問題，應用本論文開發(fā)的基于相對優(yōu)屬度的模糊優(yōu)化方法進行求解。(4)論文討論了廣義Benders分解法，分枝定界法等常用的求解MINLP問題的方法和大連理工大學博士學位論文遺傳算法、模擬退火、禁忌搜索法等啟發(fā)式算法的特點。這些算法對于實際應用，在運算通用性、有效性和規(guī)模問題上還有一些差距。本論文開發(fā)了基于相對優(yōu)屬度的模糊優(yōu)化方法，將多目標優(yōu)化問題根據(jù)問題特點和決策
5、者的要求轉換為單目標優(yōu)化形式，并應用本論文開發(fā)的基于模糊算子的穩(wěn)態(tài)非劣排序遺傳算法進行求解，以獲得多目標同時優(yōu)化的適宜解，最終獲得過程的滿意解。(5)本研究在穩(wěn)態(tài)非劣排序遺傳算法的基礎上，引入模糊算子處理約束問題和前期劣個體，形成了基于模糊算子的穩(wěn)態(tài)非劣排序遺傳算法，并進行算法測試。模糊處理約束問題是將模糊理論和GA集成，模糊化決策變量空間可行域和不可行域之間明顯的界限，保留了部分離可行域較近的不可行個體，使其有機會通過交叉、變異等算子進入可行域，增加了種群的多樣性；前期處理劣個體，是指在遺傳操作前期，對部分較劣的個體進行一定的處理。引入模糊算子處理約束問題和前期劣個體的
6、操作在提高種群適應度的同時，改善了遺傳算法的局部搜索能力，兼顧了種群的多樣性，在保證算法收斂質量的前提下，加快了算法的收斂速度，有效預防成熟前收斂的發(fā)生。(6)本論文應用基于模糊理論的復合式過程集成方法對合成氨、尿素凝液回收處理系統(tǒng)進行過程的環(huán)境影響，經濟效益，過程安全性，裝置可靠性這四個目標同時優(yōu)化的實例研究，并與實際過程比較，以分析和驗證優(yōu)化策略的有效性和實用性。關鍵詞：多目標優(yōu)化目標優(yōu)先度復合集成模糊理論多目標模糊優(yōu)化遺傳算法壘!!!墾壘蘭!一一一ABSTRACTEconomicmaximizationistheoptimizationobjectiveforche
7、micalengineeringatfirst．Withthedevelopmentofsustainabledevelopmentpolicy,environmentalimpactofthechemicalprocesshasbeengainedmuchaRenfiononbotllofacademicandindusuialcircles．Inthisdissertation，theprocesssafetyandequipmentsreliabilityareoptimizedasobjectiveswimeconom
