《列隊競爭算法解大規模化工過程綜合與集成問題的研究》是依託武漢理工大學，由鄢烈祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：列隊競爭算法解大規模化工過程綜合與集成問題的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄢烈祥
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大規模過程系統的綜合與集成問題一般可歸結為非凸的非線性規劃和混合整數非線性規劃問題，有效地求解這些問題的全局最優解至今仍然是一個難題。本項目提出用列隊競爭算法求解大規模的分離網路綜合、質量集成和多周期公用工程綜合幾個難題的全局最優解。重點研究：在連續變數空間和整數變數空間中，在時間和空間多維方向上，使全局搜尋與局部搜尋達到均衡、個體之間的競爭與協助達到統一的運行機制和策略，以同時提高全局解的質量和搜尋速率。通過本項目的研究，欲在求解大規模分離網路綜合、質量集成和多周期公用工程系統綜合方面取得新進展，同時，展現列隊競爭算法解大規模複雜過程系統綜合與集成問題的潛在優勢和良好套用前景。
結題摘要
大規模過程系統的綜合與集成問題一般可歸結為非凸的非線性規劃和混合整數非線性規劃問題，有效地求解這些問題的全局最優解至今仍然是一個難題。本項目提出用列隊競爭算法求解大規模的分離網路綜合、質量集成和多周期公用工程綜合，取得了如下的研究進展。 對分離網路綜合問題的求解，提出了一個基矩陣和基矩陣集合的概念，據此可將分離網路的求解過程轉化為基矩陣的組合最佳化問題。用本方法建立的最佳化模型，最佳化變數可大幅減少。實例證明，對大規模分離網路的求解，本方法比其它方法具有明顯的優勢。對多組分的質量交換網路問題的研究，提出了基於組分區間法和無分流的質量交換網路超結構描述方法，建立了以操作費用最少為目標的混合整數非線性規劃模型。設計了整數變數進行相鄰變異、連續變數採用逐步縮小搜尋空間的變異方式。對多個文獻實例進行求解，均得到了優於文獻所報導的結果，證實了建模及求解方法有效性。 研究了多雜質的用水網路和水處理網路的整體集成最佳化，建立了以總費用最小為目標，以物流平衡以及排放限制為約束條件的混合整數非線性最佳化模型。模型中考慮了不同處理單元對不同雜質去除率的不同和處理費用的不同。提出了一種將列隊競爭算法和序列二次規劃法相結合的求解策略。 研究了多周期公用工程系統的調度最佳化，提出了一種簡化模型的處理方法，並提出了基於列隊競爭算法的混合求解算法，本研究為具有轉運關係的最佳化調度的求解提供了新的思路。本項目用列隊競爭算法解大規模的分離網路綜合、質量集成和多周期公用工程綜合取得了較大進展，展現了列隊競爭算法的優越搜尋性能，為求解大規模的化工過程設計、綜合集成提供了有力的手段。
