《基於混合模型的間歇過程動態實時最佳化方法的研究》是依託東北大學，由賈潤達擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於混合模型的間歇過程動態實時最佳化方法的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：賈潤達
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
為了降低間歇過程的生產成本、改善產品質量以應對日益激烈的市場競爭，有必要對間歇過程的運行最佳化控制進行深入研究。目前針對間歇過程的動態最佳化大多基於嚴格機理模型，然而由於實際工業過程的複雜性，往往存在模型不匹配的現象，從而難以保證最佳化結果的可靠性。本項目基於混合建模思想，提出利用動態實時最佳化技術解決間歇過程的運行最佳化控制問題：通過研究動態混合模型的增量辨識策略，提出利用正則化方法實現不可測中間變數的精確估計；在上述研究結果的基礎之上，結合離群點的識別方法，利用集成建模思想建立經驗模型；通過對模型預測置信域的計算，指導混合模型的線上更新；通過聯立算法求解最佳化模型，利用正交配置實現最佳化模型的完全離散化，並套用序貫二次規劃求解所形成的大規模非線性規劃問題；把所提出的相關方法和技術在已有的實驗平台上進行驗證與完善，並逐漸將其推廣套用到1-2個典型的間歇工業生產過程。
結題摘要
本項目基於混合建模方法，針對間歇過程所具有的特性，全面考慮動態最佳化方法在間歇過程最佳化控制時需要解決的幾個重點問題，提出一套系統解決間歇過程運行最佳化控制的方案。1. 間歇過程動態基本模型建模。針對間歇過程的動態建模問題，利用物料平衡關係，提出了一種通用的動態基本模型建模方法；2. 間歇過程動態混合模型離線辨識。首先，針對間歇過程數據的特點，提出了間歇過程離群點檢測的基本框架，儘可能保留可用的過程數據，而剔除無用的離群點。其次，利用Tikhonov正則化方法有效解決反應速率的精確估計問題，將傳統的同步辨識策略分解為兩步辨識策略，從而避免傳統辨識方法可能出現的不匹配現象以及局部極小點問題。3. 間歇過程動態混合模型線上更新。利用高斯混合模型對混合模型的預測置信域進行計算，避免盲目更新導致的混合模型性能下降，並提出一種輸出校正與參數校正相結合的混合校正策略。4. 基於混合模型的間歇過程動態實時最佳化。建立動態混合模型的替代模型，利用修正項自適應最佳化策略使基於替代模型的最佳化問題與原最佳化問題相匹配，降低動態最佳化問題的求解計算量。同時，利用數據建模方法建立間歇過程的產品質量預測模型，通過修正操作變數軌跡，使產品質量重新回到最優設定值。5. 搭建濕法冶金過程最佳化控制實驗平台。所搭建的濕法冶金過程最佳化控制實驗平台可平行模擬實際生產過程並驗證項目所提出的最佳化控制方法，還可利用工業通訊網路將實驗平台直接套用到實際濕法冶金生產過程。
