稳态优化

摘要： 研究了S-型色氨酸生物合成系统的稳态优化问题。首先给出了S-型色氨酸生物合成系统的数学模型;然后构建了S-型色氨酸生物合成系统的双层稳态优化模型;最后利用罚函数法将所构建的稳态优化问题转化为新的非线性规划问题。通过计算转化后的非线性规划问题,获得了S-型色氨酸生物合成系统稳态优化问题的最优解。结果表明:色氨酸产率约为基本稳态时的4.3731倍;代谢物浓度之和为参考稳态时的80.17%。

摘要： 为了研究纸浆洗涤工段中工艺指标的矛盾情况,构建多目标优化,提高出浆量,降低清水使用量,达到高产、节能的目的。本文基于洗涤工艺过程的多段逆流特性,搭建了非线性数学模型,提出一种解决非线性问题的优化策略。引入自适应的惩罚因子,将带约束条件的模型转化为无约束问题,利用人工神经网络理论,对类似于灰箱模型的纸浆洗涤过程建立稳态模型,对于多目标模型,采用混沌优化算法进行目标优化。计算机仿真表明,稳态优化模型不仅保障了纸浆洗涤干净度,并且提高了洗后纸浆的出浆量。造纸厂实践表明,该方法能有效解决洗浆过程的工艺指标矛盾问题,整个过程得到了优化控制。该方案提高了出浆量,节约了洗涤用水,达到了节能减耗的目的。本文提出的稳态优化控制方法适应于大部分工业生产过程,对于非线性、多目标问题具有通用性,混沌优化算法可解决灰箱问题的求解精度、结果可靠性等要求,避免了局部最优的缺点。

摘要： 以加氢裂化装置作为研究主体,选取分馏工段作为重点研究对象,基于Petronas-SIM软件建立整套装置全工艺流程模拟分析模型,将工艺参数输入模型中计算出模拟结果,并将其与现场标定数值进行比较分析,从中可以发现相对误差均控制在允许范围内,能够实现对整体生产过程的准确反应,能够为同类装置运行及操作条件优化提供重要参考。

摘要： 为解决双层结构预测控制在工程应用中存在的通用化需求及参数配置问题,针对稳态优化层研究两阶段求解策略的标准化过程,形成一系列线性规划(LP)和二次规划(QP)问题;提出目标函数含绝对值及数值截断误差问题的解决策略;针对所形成的LP及QP问题,从几何关系及代数关系两方面分析了解其特性,并分析了模型失配对LP及QP解的影响。仿真验证结果表明,随着决策变量权重系数变化,QP比LP的解具有更好的连续性,QP的权重系数能更精确调节决策变量的偏向性;可行域边界的变化导致LP的解一定发生变化,而一直在约束空间内部的QP解则不随时间变化。

摘要： 研究了S-型色氨酸生物合成系统的稳态优化问题.针对该问题,首先给出S-型色氨酸生物合成系统的数学模型,然后构建S-型色氨酸生物合成系统的稳态优化模型.为了求解前面构建的稳态优化问题,基于Hurwitz准则将所构建的稳态优化问题转化为新的非线性规划问题.通过计算转化后的非线性规划问题,获得了S-型色氨酸生物合成系统稳态优化问题的最优解.结果表明,与基本稳态时的色氨酸产率1.310202相比,本文获得了更高的色氨酸产率5.728457.

摘要： 针对当前综合能源系统(integrated energy system,IES)研究中未详细考虑含电-热-气-冷-汽子系统(power,heat,gas,cooling and steam subsystems,PHGCSS)协调运行效果的现状,研究计及能源子系统关键特征变量的IES日前稳态优化问题.首先,基于多类型负荷需求设计能源集线器(energy hub,EH)及能量耦合方式.在EH基础上提出耦合PHGCSS的能源站模型构架.然后,分别建立IES中PHGCSS稳态数学模型.在考虑峰谷分时电价机制基础上分析蓄电、蓄热、蓄冷对并网运行的IES日前稳态优化的影响.其次,在不同负荷结构下建立含PHGCSS日前稳态非线性优化模型.最后,通过算例分析验证对IES进行稳态优化计算和稳态运行分析的有效性,结果表明,所提模型与方法适用于含PHGCSS的IES日前稳态优化分析及日前动态经济调度,能够合理反映IES的运行特性.

摘要： 目的 在考虑退火工艺指标和能耗指标的同时,对冷轧不锈钢连续退火炉加热段的炉温稳态进行优化研究,合理地设定连续退火炉加热段稳态炉温.方法 通过考虑退火工艺指标和能耗指标的同时,使用基于R2指标和分解策略的多目标粒子群优化算法(R2-MOPSO)建立炉温稳态设定的多目标优化模型,从所提出的算法获得的Pareto最优解集和Pareto最优前沿中通过加权的方法选取适合生产的最优解.结果 将基于R2指标和分解策略的多目标粒子群优化算法(R2-MOPSO)与基于分解的多目标粒子群优化算法(d MOPSO)针对加热段炉温稳态优化设定的仿真结果进行对比,R2-MOPSO算法优化得出的带钢温度升温曲线较为理想,消耗燃料较少.结论 在满足生产质量要求和降低成本的同时,R2-MOPSO算法可以合理地设定连续退火炉加热段稳态炉温,更好地引导工业生产.%The steady-state optimization setting of the furnace temperature in cold rolling stainless steel is studied in order to set the steady-state furnace temperature of continuous annealing furnace temperature heating section. is presented in this paper Annealing process indicators and energy consumption indicators are simultaneously focused on, and a multi-objective optimization model for setting the furnace temperature steady state is established by multi-objective particle swarm optimization algorithm based on R2 index and decomposition strategy (R2-MOPSO) . And the optimal solution for production is selected from the Pareto optimal solution set and the Pareto optimal frontier. The multi-objective particle swarm optimization algorithm based on R2 index and decomposi-tion strategy (R2-MOPSO) and the multi-objective particle swarm optimization algorithm based on decomposition (d MOPSO) are applied to the simulation of steady state optimization of furnace temperature in heating section respectively, and simulation results have shown the temperature rise curve of strip optimized by R2-MOPSO algorithm is better, And the fuel is consumed less. Under the premise of meeting the requirements of production quality and reducing costs, the steady-state furnace temperature of the heating section of the continuous annealing furnace can be set reasonably by using the R2-MOPSO algorithm, and the industrial production can be better guided.

摘要： 针对一类生化系统的稳态优化问题,建立了一种具有二层递阶结构的双层规划优化模型,其上层和下层问题的优化目标分别为最大化产物产率(或代谢物浓度)和最小化生化系统的代谢物浓度之和.模型的生物意义是在尽可能小的代谢成本条件下使产物的产率或浓度达到最大.为了有效求解所建立的NP-hard、非凸双层规划问题,在S-系统建模框架下应用等价变换策略提出了一种可求其最优解的优化算法.算法具有操作简便和计算成本低的优点.最后,将所提双层规划模型与求解方法应用于两个生化系统的稳态优化中.结果表明,方法可行且有效.

摘要： 提出了一个基于梯度搜索策略的链条炉稳态优化方法，优化锅炉运行效率，降低能耗。针对负荷变动情况，通过一个基于稳态最优数据点的人工神经网络模型调节送风量，该策略与稳态操作优化方法相结合，实现了一个具有智能、自适应特征的面向工业实际的锅炉优化解决方案。给出了优化系统的功能构成、实现方法以及运行方式。本优化系统应用于哈尔滨太平集中供热工程调峰锅炉房两台64 MW链条炉，经过2006取暖期的运行，锅炉热效率提高3％～5％，整个取暖季经济效益60万元/台。

摘要： 稳态优化问题就是依据过程的数学模型，在约束条件下，优化其目标函数。本文以已经建好的锅炉燃烧模型为优化对象，模型为9输入2输出，9个输入有相应的输入范围，相当于约束条件，2个输出分别是燃烧热效率输出和飞灰含炭量输出，优化目标是两者的加权和，分别用遗传算法和粒子群算法对模型进行优化，使得燃烧热效率达到最高，飞灰含炭量达到最低，用VC编写程序，画出图形，记录结果，并对两种算法的优化结果进行比较和分析，最后对两种算法提出相应的改进措施和方向。

摘要： 对递阶稳态优化下非线性大工业过程施行迭代学习控制.建立了迭代学习控制的基本结构,提出了迭代学习控制算法关于控制系统的ε-收敛性和期望目标轨线的δ-可达性的概念,对具有死区与滞后的饱和非线性大工业过程控制系统给出加权超前PD-型开环迭代学习算法.数字仿真表明,迭代学习控制能有效改善递阶稳态下非线性大工业控制系统的动态品质.

摘要： 模型预测控制（MPC）是工业应用最为广泛的先进控制技术。工业MPC通常采用稳态优化——动态控制的双层结构，稳态优化的作用是寻找可行并且经济的工作点。因此，工业MPC经济性能评估的一类方法就是在考虑输入输出方差的情况下，求解一个随机稳态优化命题。然而，多变量输入输出方差之间的复杂关系给这类优化命题的建立和求解带来了较大难度。本文基于一种扩展的二次李亚普诺夫稳定性条件提出了一种改进的H2性能基准，并基于改进的H2性能基准对MPC进行经济性能评估。改进的H2基准可以转化为线性矩阵不等式（LMI）问题，通过加入扩展参数减小了多通道H2性能设计的保守性。对重油分馏塔控制问题的仿真验证了本文方法的有效性。

摘要： 双层结构预测控制已经成为预测控制工业应用的主要模式，上层稳态优化模块结合过程经济目标或跟踪优化计算最优设定点，动态控制模块负责实时动态地对设定点进行跟踪。由于积分过程是开环不稳定的，因而其稳态模型不存在无法进行稳态优化。本文在分析开环稳定过程稳态优化方法技术特点的基础上，提出了适用于积分过程稳态优化的“点”模型以及稳定性条件，由此建立了积分过程的稳态优化数学模型。在稳态优化的问题求解过程中，使用了两阶段法，并在可行性阶段针对积分过程文台优化模型的特点给出了相应的可行性判定与软约束调整算法。最后，结合适用于积分过程的DMC算法，仿真结果表明了本文提出方法的有效性。

摘要： 针对换热网络具有非线性、滞后性、约束性等特性，提出将模型预测控制算法应用到换热网络控制中，并对稳态目标优化问题进行深入研究。首先，建立以综合费用最少的换热网络模型及目标函数，然后引入最速下降法对换热网络进行稳态优化，以获得下一步的最优旁路开度。通过算例证明：引入优化算法能够快速、准确地计算出最优旁路开度，不仅保证稳态情况下的出口温度达到目标值，而且能使经济效益有所提升。

摘要： 模拟移动床色谱作为主要的现代吸附分离技术，近年来在石油化工、精细化工、生物制药、食品加工等领域的复杂混合物分离过程中得到越来越多的广泛应用。针对模拟移动床色谱分离过程的优化问题，研究了当模拟移动床过程各种物性参数及分区情况、柱配置情况已确定后的SMB色谱分离过程稳态优化问题，基于三角形理论设计了优化方案，并通过仿真验证了方案的可行性。

摘要： 通过对发动机进行各种优化，可以极大的改善混合动力汽车的燃油经济性和减少尾气排放。发动机瞬态优化在整车急加速工况时，电机驱动助力，电子节气门缓增，从而在保证整车动力性的同时，避免了发动机加浓喷油。对于发动机稳态优化，传统策略基于发动机效率最优化，其没有考虑动力总成系统其他部件的效率，比如电机和动力蓄电池或超级电容的效率，本文提出了一种新的基于整个动力总成系统能量转换效率最优化的发动机稳态优化控制策略;rn 同时利用此稳态优化的思想，进行了发动机的怠速优化：选取了发动机最优怠速运行点和电机最优驻车发电功率。仿真结果验证了发动机优化策略的有效性。

摘要： 本文提出了一种基于优化的方法用于确定在电力网络中安装串联TCSC装置的最佳位置,TCSC装置的作用是最大限度地提高功率传输的最大值.TCSC所用的模型包括电压极限的非线性约束,零兆瓦有功功率交换,电压控制和无功功率交换.本文采用一个实际简化的电力网络用于方案的研究.从优化的结果可以看出串联TCSC装置在使网络的传输能力达到最大值方面起到了很好的作用.

摘要： 针对模型预测控制系统工程化的需要,结合自主开发的预测控制软件Frontapc,研制开发了预测控制工程软件稳态优化和动态控制两个层次的关键技术:稳态优化部分基于优先级的稳态多目标优化处理技术、保证唯一优化工作点的技术;动态控制部分增强鲁棒性的基于漏斗约束的区间控制技术.最后以该软件在乙醛生产过程精馏工段先进控制系统中的成功应用为例,说明了该预测控制软件在实际工业过程控制系统应用中的有效性.

摘要： 一种基于级联双稳态机构的三稳态或四稳态机构及其变体方法，属于机电系统装置技术领域。上端双稳态机构和下端双稳态机构通过连接杆和连接槽形成级联双稳态机构，并与框架连接，定位杆沿竖直方向运动，当上端双稳态机构对定位杆的作用力方向改变时，依靠下端双稳态机构的支撑，使其平衡于第二稳态位置；当上端双稳态机构和下端双稳态机构同时跳转时，到达第三个稳态位置。其变体方法通过调整连接杆和连接槽之间的相对位置以及连接槽的长度来改变行程大小和逻辑关系a≤

摘要： 本发明公开一种随机环境下三稳态俘能器的直流功率统计量化预测和性能优化方法，属于俘能器领域。本发明实现方法为：考虑随机环境中色噪声激励，引入色噪声和谐波激励，建立机电耦合三稳态俘能器的随机系统模型；利用所述系统将环境中振动能转换为直流电，实现所述系统直流功率的统计量化预测；本发明还实现三稳态俘能器系统的性能优化，以系统二阶距、整流电压的期望、直流功率的期望、系统俘能率作为性能指标，分析色噪声强度、色噪声相关时间、周期激励、机电耦合系数、时间常数比、阻尼系数对三稳态俘能器采集性能的影响，实现随机旋转环境中三稳态俘能器系统的直流功率的统计量化预测，同时提高压电俘能器从随机振源中俘获电能的能力。

摘要： 本发明公开一种炼油和化工生产装置的稳态工况分析方法、优化调试方法及系统，涉及生产优化技术领域，能够对炼化生产装置进行准确的稳态工况分析，以辅助生产过程做出可靠的优化调整。该炼化生产装置的稳态工况分析方法包括：获取装置生产时的原始数据集，包括装置在多个时间点所对应的仪表显示数据；根据预设的检测规则对仪表显示数据进行异常数据检测，并对其中的异常数据进行处理得到剔除异常数据后的数据集；将剔除异常数据后的数据集中各个时间点所对应的仪表显示数据的统计学特征与稳态条件下预设或自学习获得的阈值比对，判断各个时间点是否处于稳态；基于各个稳态下的时间点，根据预设的合并规则合并得到炼化生产装置的稳态工况时间段。

摘要： 非稳态检测装置(100)将各时刻的大于或等于1个多值信号各自的多值信号值转换为二值信号值组。所述非稳态检测装置通过将各过去时刻的大于或等于1个二值信号各自的二值信号值与各过去时刻的所述大于或等于1个多值信号各自的二值信号值组的集合即过去信号值组设为输入而对预测模型进行运算，从而对所述对象时刻的预测信号值组进行计算。所述非稳态检测装置将所述对象时刻的所述大于或等于1个二值信号各自的二值信号值与所述对象时刻的所述大于或等于1个多值信号各自的二值信号值组的集合即对象信号值组与所述预测信号值组进行比较，对所述对象时刻的对象系统(220)的状态进行判定。

摘要： 一种基于级联双稳态机构的三稳态或四稳态机构及其变体方法，属于机电系统装置技术领域。上端双稳态机构和下端双稳态机构通过连接杆和连接槽形成级联双稳态机构，并与框架连接，定位杆沿竖直方向运动，当上端双稳态机构对定位杆的作用力方向改变时，依靠下端双稳态机构的支撑，使其平衡于第二稳态位置；当上端双稳态机构和下端双稳态机构同时跳转时，到达第三个稳态位置。其变体方法通过调整连接杆和连接槽之间的相对位置以及连接槽的长度来改变行程大小和逻辑关系a≤

摘要： 本发明公开的基于振动共振的三稳态俘能器低频激励下的性能优化方法，属于俘能器优化领域。本发明实现方法为：选择标准整流电路作为非线性收集电路与俘能器相连，以实现俘能器稳定的直流输出，并建立机电耦合三稳态俘能系统的强非线性系统模型；采用变量分离方法推导得到所述三稳态俘能系统的慢变量方程；结合谐波平衡法推导所述三稳态俘能系统的稳态解及直流功率的解析表达式；基于振动共振得到所述三稳态俘能系统在低频激励下的优化模型；利用优化模型分析低频激励幅值、低频激励频率、刚度系数、时间常数比、机电耦合系数对所述三稳态俘能系统收集性能的影响，优化选取最优组合，进而实现低频激励下三稳态俘能系统的高效俘能。

摘要： 本发明公开了双稳态旋转随机共振能量采集器及离心距离优化匹配方法，采集器包含框架和悬臂梁，悬臂梁的一端固定连接在框架一侧竖直内壁上，另一端接有自由端磁铁；悬臂梁固定端侧外贴有压电片，在框架的另一侧竖直内壁上安装固定端磁铁，固定端磁铁与悬臂梁的固定端位于同一水平线上；将悬臂梁固定端侧的框架固定在轮胎轮辋位置，故框架及故框架内部的压电片、悬臂梁、自由端磁铁和固定端磁铁均能与车轮同步旋转。基于采集器结构推导出了最优离心距离的表达式，在此离心距离条件下，能量采集器有效响应频带显著拓宽，能量俘获水平有效提升。当能量采集器的系统参数发生改变时，能帮助研究者快速找到最优离心距离，缩短能量采集器安装调试时间。

摘要： 本发明涉及一种基于机器学习的同步发电机提高电压暂稳的稳态无功优化方法，具体是基于所研究潮流方式和预想故障集，采用XGBOOST机器学习方法建立根据所研究潮流方式的多维输入特征向量稳态值，预测系统电压对预想故障扰动是否保持暂态稳定的分类器，以系统暂态电压在确定故障扰动下能够保持稳定为约束条件，考虑最小化发电机稳态无功优化带来的网损作为目标函数，建立提高同步发电机为暂态电压提供动态无功支撑的稳态无功优化模型，并采用粒子群算法调用潮流计算求解优化模型，确定发电机稳态无功最优解，本发明能够实现基于稳态潮流计算预测系统暂态电压对预想故障扰动的稳定性，通过优化发电机稳态输出无功以提高系统暂态电压稳定性。

摘要： 本发明涉及图像处理和计算机视觉技术领域，尤其涉及用于非稳态目标的可见光和红外图像优化配准方法及系统，方法包括：通过PC算法提取待配准的可见光图像与红外图像的显著梯度特征；再通过EO算法对可见光图像的显著梯度图像和红外图像的显著梯度图像的NMI进行优化搜索，直到NMI达到最大值时，获得粗配准参数；最后将粗配准参数作为初始参数，通过DTV相似度量函数执行细化配准，并采用回溯梯度下降算法对DTV相似度量函数进行优化，直到DTV相似度量函数达到最小值时，获得最终配准参数，再通过最终配准参数对红外图像进行变换，并获得配准结果。系统应用该方法，通过该方法及系统能够有效实现非稳态目标的配准。

摘要： 本发明涉及一种基于数据驱动的换流站稳态无功协调策略优化方法及装置，首先以稳态潮流下直流换流站的交流滤波器投入组数、调相机稳态出力、无功交换量、换流母线稳态电压构建多维输入特征量，以换流母线基于多二元表的电压暂态稳定裕度ηv作为输出，利用支持向量回归方法建立基于多维输入特征向量预测换流母线电压暂态稳定裕度的回归模型，基于建立的换流母线ηv回归预测模型，以兼顾换流母线电压暂态稳定裕度最大化和降低系统网损为优化目标，建立换流站调相机与交流滤波器稳态无功出力优化模型并求解。本发明可使换流站同步调相机与交流滤波器通过配合达到最佳无功出力，不仅减少交流滤波器投入组数，而且有效提升换流母线电压的暂态稳定性。