乙烯装置脱乙烷塔操作特性的分析

采用ＳＨＢＷＲ方程对某乙烯装置的脱乙烷塔进行了逐板计算，计算结果表明，在工业操作条件下，在该塔的某些段上出现了明显的逆行精馏现象。这不仅大大降低了该塔的分离效率，而且造成操作紊乱。研究结果表明，通过适当地调整该塔的进料位置或增大塔顶回流量可以有效地减小塔内的迎行精馏变化幅度，改善全塔的分离效果，提高操作稳定性。     

消减换道行为影响的换道轨迹规划

构建了一种能够消减换道行为影响的换道轨迹规划,将帕累托最优理念引入至自主换道行为中,通过IDM（intelligent driver model）模型构建周边车辆的优化目标。采用5次多项式模型构建换道车辆的优化目标,引入多目标优化算法求解该多目标问题,从而获得换道车辆与周边车辆的帕累托最优前沿。实验表明相比于现有算法所提算法能够显著降低换道区域内所有车辆的总损失,提高区域内交通流运行状态及安全。     

基于NSGAⅡ算法的客车底架的离散拓扑优化

对电动大客车底架利用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行了拓扑优化,在保证所有梁单元最大应力不超过屈服强度的条件下,以整车扭转刚度和质量作为优化目标,最终得到底架拓扑后的帕累托前沿.对结果进行筛选,得到的拓扑方案扭转刚度与原模型接近,质量降低89kg,占原模型底架的6.4%,拓扑效果显著.     

一种基于帕累托最优的机场智能驱鸟决策模型

为防范鸟击事件的发生,提出一种就近分配与帕累托优化相结合的驱鸟器任务分配方法,研究了驱鸟器的最优驱鸟路径。首先将空中的鸟类目标点通过就近分配全部分配到驱鸟器的任务集中,得到一个每一步都是最优策略的局部最优分配结果,然后将每个驱鸟器任务集中的目标分别通过各任务集之间的帕累托优化与一个任务集之内的帕累托优化进行任务分配。结果表明:通过此方法能够得到一个基于帕累托优化的最优驱鸟路径,为驱鸟器提供了较为智能的分配算法。首次提出针对鸟群的驱鸟设备任务分配以及路径规划,在现有的鸟击防范工作基础上提供了较为智能的分配算法。     

混合智能算法的多目标无功优化方法

传统电力无功优化主要集中在引入或改进某种单一智能优化算法,进化算子的不变性难以保证算法在各寻优阶段的稳定性和普适性.本文提出基于多种智能算法动态混合策略的多目标无功优化方法.该方法采用计及系统网损与电压偏移的多目标优化模型,考虑多种智能算法在不同寻优阶段的优劣特征,基于帕累托最优动态确定备选算法的使用比例,使多种智能算法优势互补以提高整体寻优效率.以IEEE 30节点、系统多目标无功优化为算例,结果表明新方法在帕累托前沿和收敛特性等方面都表现更优.     

直序双塔精馏分离BTX过程的稳态模拟与动态控制研究

利用Aspen Plus模拟软件对BTX直接序列双塔精馏过程进行稳态研究,在设计规定下分别对苯塔和甲苯塔的操作参数进行确定和优化,确定了各塔的理论塔板数、最佳进料位置、回流比以及灵敏板温度.在稳态模拟设计数据的基础上,采用Aspen Dynamics考察了进料流量扰动(±10%)和进料组成扰动(±10%)的工况下,各项控制指标均可在较短响应时间内达到平衡,动态控制结构可以很好地应对工艺过程中进料流量和进料组分的扰动.     

低碳视角下的多式联运最优路径选择

为了降低多式联运运输过程中的运输成本和碳排放量,可以从承运人角度选择低成本、低排放的运输路径。以实际运输过程中火车、船舶的固定时间窗和收货人的软时间组成的混合时间窗为约束条件,以运输过程中的总成本最低、碳排放量最少为目标,建立双目标优化模型。采用带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ)求解双目标优化模型的帕累托最优解集,为不同目标追求下的承运人选择不同的最优运输路径和最优运输方式的组合。设计了相关算例,由NSGA-Ⅱ计算得到的帕累托最优解集包含4个点,即4条最优运输路径和运输方式组合,分布均匀、收敛性好,为承运人提供了全面的决策依据,显示了算法的可行性和优越性。     

基于BPNN/NSGA-Ⅱ的居住建筑节能改造多目标优化

为进一步推进居住建筑节能改造的发展，提出一种基于耦合BP神经网络和非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）的多阶段多目标优化框架，以提高节能效益并使经济效益最大化，并将该方法应用于西安某高层住宅能耗与经济性优化研究之中.在优化过程中利用BP神经网络预测建筑性能，将其作为响应面近似模型集成到多目标优化过程中能减少总仿真时间.同时分析算法参数对帕累托优化结果的影响，得到了可持续、成本最优、低投资的节能改造方案，为寒冷地区居住建筑节能改造多目标优化研究提供了一定的理论参考.     

改进智能水滴算法求解多目标混流装配线平衡问题

针对第Ⅰ类混流装配线平衡问题，为了更大限度地提高装配线效率，设计一种基于改进智能水滴算法的多目标混流装配线模型.该模型通过在选择工位的同时考虑启发式因素与土壤值来提高装配效率，在处理产品切换引起的负荷变化的同时，能够很好地优化装配线的工位数、平滑指数和操作关联度.通过使用帕累托分层对传统的智能水滴算法进行修改，从而达到一个帕累托集以实现目标的优化.利用若干个装配线问题的标杆算例对提出的算法进行测试并进行指标分析，实验结果显示与其他算法相比，本研究算法计算出的结果更优，非支配解比例、解集分布性等指标更好.     

一种能量和频谱效率兼顾的多波束卫星系统功率分配策略

在多波束卫星移动通信系统框架下,提出一种兼顾能量效率(energy efficiency,EE)和频谱效率(spectral efficiency,SE)的波束间功率分配新算法.假设星-地链路满足阴影莱斯衰落统计特性,首先基于系统总功率及传输速率约束建立最大化EE和SE的双目标优化问题模型.接下来分析指出EE-SE满足拟凹性质,借助该结论及拉格朗日对偶法可求解获得该优化问题的帕累托(Pareto)最优解集.最后,该算法通过对EE-SE帕累托最优前沿(Pareto front)进行标量化分析选择折中的最佳解.进一步分析指出多波束卫星系统中波束仰角、静态电路功率和点波束数目等系统参数对该算法的性能影响.仿真实验结果表明该算法的有效性,并检验了分析结论的正确性.     

帕累托最优框架下的水电电价模型

将Shapley值分配方法与帕累托最优理论引入到水电电价模型的研究中.通过Shapley值确定水电电价在不同时段的惩罚因子与奖励因子,在帕累托最优的框架下建立能够提供有效的经济信号的有差别水电电价模型,目标为小水电方经济效益减少量与电网线损减少量比值的最小化,在保证对电网运营方与水电方经济效益弱影响的同时,实现电网的低...     

基于近似模型和遗传算法的等离子喷焊工艺参数多目标优化

为了对等离子喷焊工艺参数进行优化,提高喷焊层的质量,通过径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络近似模型和非支配排序遗传算法(non dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)遗传算法相结合的方法,对等离子喷焊试验数据,基于MATLAB平台进行训练,以此来构建显微硬度、磨损量和稀释率的近似模型,利用NSGA-Ⅱ遗传算法对模型进行下一步的多目标优化,最终得到帕累托最优解集,研究了工艺参数间的交互作用.结果表明:利用RBF-NSGA-Ⅱ遗传算法比响应面法能更显著地提高喷焊层质量.可见对等离子喷焊工艺的优化具有一定的参考价值.     

耦合变压精馏分离甲醇-丙酸甲酯共沸体系的工艺模拟和优化

在丙酸甲酯和正丙醇酯交换法生产丙酸丙酯的过程中,反应精馏塔的塔顶会产生大量的丙酸甲酯和甲醇共沸物,可通过分离的手段使其中的丙酸甲酯循环使用。提出耦合变压精馏工艺,选用非随机（局部）双液体模型方程（NRTL）热力学模型,利用Aspen Plus V10.0对工艺流程进行模拟研究。以塔釜产品纯度为约束变量,高压塔塔釜能耗最低为优化目标,分别对理论板数、进料位置、回流比等参数进行优化,优化后的两塔最优工艺参数如下：常压塔理论板数31,回流比2.5,进料位置第9块塔板,循环物料进料位置第14块塔板;高压塔操作压力500 kPa,理论板数21,进料位置第13块塔板,回流比3.3。分离效果可达到甲醇质量分数99.95%,丙酸甲酯质量分数99.94%。与传统变压精馏相比,本文的耦合变压精馏可节省能耗48.8%。     

丁醛异构物塔产品结构的优化研究

以天津渤化永利化工股份有限公司#1丁辛醇装置中丁醛异构物塔的产品结构优化为研究目标,利用Aspen Plus软件对丁醛异构物塔进行流程模拟计算,根据计算结果对丁醛异构物塔的进料口、工艺管线等进行了优化改造,并对其操作参数进行了调整。重新开车后,丁醛异构物塔塔顶异丁醛产品纯度达到99%,以上,塔釜正丁醛纯度在99.4%,以上(其中异丁醛含量小于0.1%,),满足下游辛醇工艺标准要求。由此,实现了选择性生产异丁醛与异丁醇的目标。     

基于人体热舒适性评估的直升机空调通风系统优化设计

直升机座舱空间狭小、乘员密集并且热载荷大,需要引入新鲜制冷空气以满足多乘员热舒适性要求。因此,优化设计座舱空调通风系统具有重要意义。针对典型直升机座舱布局,建立了舱室和乘员三维模型。定义乘员周围温度、温度偏离、乘员周围速度、PMV和空气龄作为热舒适性评估指标;设计并计算3种不同空调通风系统布局方案,通过对热舒适性评估指标的综合比较分析,选定最优布局方案;在此基础上,采用多目标遗传算法,定义以PMV和空气龄为基础的双目标函数,对空调送风口位置参数开展仿真优化。通过分析结果数据和帕累托前沿,确定最优空调送风口位置参数,完成座舱空调通风系统最优设计。最后对仿真优化结果进行了试验研究,验证了仿真计算的准确性和有效性。     

一种多原则机械系统预防性维护调度方法的研究

预防性维护对机械系统的安全性,高效性,可靠性运行操作是非常重要。预防性维护调度的基本原则是:系统的成本原则,可靠性原则,这两调度原则被认为目标相互矛盾。通过改进强度帕累托进化算法来寻找最佳的折衷解决方案,根据模糊集理论找到最佳折衷方案的帕累托最优解,并对多原则预防性维护调度方法的概念和数学模型进行了解释,用一个案例说明新方法的实际应用。     

遗传算法在预拌混凝土配送中的应用

针对预拌混凝土(RMC)配送的特点,建立了双目标RMC配送优化模型,并采用自适应遗传算法对该模型进行求解.在进化过程中采用了小生境技术保持群体多样性,并结合自适应遗传算法优化进化参数.另外,采用帕累托边界法为双目标提供多个方案,以便决策者可根据实际情况进行最终选择.     

正、反向萃取精馏分离丙酮-甲醇体系的模拟研究

选择水、氯苯作为正、反向萃取剂来分离丙酮-甲醇共沸物系，规定原料液进料流率为540 kmol/h，进料温度为320 K，各塔的操作压力均为101.325 kPa，通过Aspen Plus进行流程模拟，得到摩尔分数为99.5%的产品。以最小全年总费用（TAC）为目标、序贯迭代搜索法为优化方法对不同萃取剂下的各塔进行灵敏度分析，规定塔顶轻组分摩尔分数为99.5%、摩尔回收率为99.99%，得到的优化结果显示：正向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为76块、64块和45块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、14块；反向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为52块、40块和24块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、7块。通过TAC计算表算出两种萃取剂下工艺流程所需的经济费用，结果为正向萃取流程费用26 658 942.69元/a，反向萃取流程费用25 466 172.02元/a。     

求解多目标暂态电压紧急控制的强化学习方法

暂态电压崩溃事故严重威胁电网安全,迫切需要采取相应紧急控制.以发电机端电压参考值调节量和容抗器无功投切量为控制变量,利用轨迹灵敏度搭建多目标暂态电压安全紧急控制模型,分两阶段最小化关键负荷节点电压偏差、控制代价和发电机无功出力比例的方差.采用简化强化学习方法求解该模型,重设解空间状态函数并调整动作幅度,引进状态敏感度解决探索和应用的矛盾.将可行域划分为若干小区域,单独评判它们存在最优解的可能,缩小搜索范围.通过优化搜索策略进一步提高帕累托前沿质量,并依据实际运行状况拟定目标函数权重并确定折中解.在某省级电网进行时域仿真,结果表明,所提出方法能将暂态电压纠正到安全状态,且在求解效率和帕累托前沿质量方面比法线边界交叉法优越.     

三氯氢硅精馏过程的模拟与优化

采用化工流程模拟软件,对三氯氢硅精馏的双塔流程进行了模拟计算,在产品质量达到工艺要求的基础上,对精馏过程各塔的主要参数进行了分析优化。计算得到预分离塔的最适宜进料板位置、回流比、塔顶采出量分别为6、18、250kg/h,三氯氢硅塔的最适宜进料板位置、回流比、塔顶采出量分别为12、5、2453kg/h,并且最适宜的进料温度范围为25~35℃。将优化后的参数应用到实际设计和生产中,三氯氢硅塔塔顶产品各组分含量的模拟结果与工业数据基本一致,三氯氢硅纯度大于0.999。