受生物啟發的化工過程最佳化建模方法及套用研究

《受生物啟發的化工過程最佳化建模方法及套用研究》是依託浙江大學，由王寧擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：受生物啟發的化工過程最佳化建模方法及套用研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：王寧
• 項目類別：面上項目

項目摘要

化工過程具有不確定性、非線性、多目標、多約束等特點，其建模是實現生產過程安全、最佳化操作和先進控制的有效手段。研究不確定環境下的化工過程建模策略已成為工程實際的迫切需要。本項目將深入研究受生物啟發的智慧型最佳化方法,探索解決具有不確定性的化工過程建模的有效途徑。受生物DNA、RNA和蛋白質啟發，基於遺傳信息表達和分子操作，提出新的單目標和多目標的DNA遺傳算法；受膜結構與功能啟發，基於進化計算和DNA計算，提出新的單目標和多目標膜計算最佳化方法；建立化工過程參數模型和非參數模型；採用數值仿真來研究建模策略的適應性；以催化裂化裝置和汽油調合過程為背景進行套用研究，考察理論方法的有效性，形成具有普遍指導意義的化工過程建模理論和方法。本項目的研究將為化工過程建模提供新的研究方向和思路，為最佳化建模的工程套用提供理論依據，具有十分重要的理論意義和套用價值。

結題摘要

化工過程的高精度建模是實現生產過程安全、最佳化操作和先進控制的有效手段。本項目深入研究了複雜化工過程的智慧型最佳化建模方法。受生物RNA、DNA和蛋白質的啟發，提出了突環交叉操作RNA遺傳算法，協同進化RNA遺傳算法，自適應遺傳策略RNA遺傳算法，引力搜尋RNA遺傳算法，布穀鳥行為RNA遺傳算法等多種RNA遺傳算法。將分子操作與智慧型最佳化算法相融合，提出了受RNA分子剪接過程啟發的布穀鳥算法等方法。受膜結構和功能啟發，提出了具有膜交流機制的布穀鳥算法和具有對象年齡特徵膜計算最佳化算法等。提出了觀察蜂搜尋的布穀鳥，具有爆炸運算元的布穀鳥算法，灰狼RNA遺傳算法等多種混合智慧型最佳化算法。將所提出的智慧型最佳化方法用於求解化工過程和工業對象最佳化建模問題；採用數值仿真來研究最佳化建模策略的魯棒性、適應性；以煉油廠FCCU反應再生系統、主分餾塔等為背景進行套用研究，考察理論方法的有效性，形成具有普遍指導意義的最佳化建模理論。本項目的研究為化工過程最佳化建模提供了新的研究方向和思路，為其工程套用提供了理論依據，具有十分重要的理論意義和套用價值。本項目已經在國際國內學術期刊和會議發表論文9篇，其中已被SCI收錄7篇，被EI收錄7篇，申請國家發明專利9項，獲授權的發明專利3項。