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摘要:本发明涉及一种基于代理模型解决隔板塔设计问题的方法,属于化工设计领域,用于解决隔板塔设计时关键参数确定的问题。具体采用基于个体惩罚的代理模型辅助优化方法IP‑SALS;通过引入个体惩罚系数和代理模型辅助局部搜索,与仿真软件中的隔板塔模型相结合,使用独立物料流股和能量流股替代耦合流股,为隔板塔的严格模拟提供合适的初始值,可以实现在有限的计算资源内找到最优解。本发明能够大幅提高优化过程的收敛速度和质量,其优化结果可以作为隔板塔设计的依据。
主权项:1.一种基于代理模型解决隔板塔设计问题的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:确定待解决的隔板塔分离过程的信息,包括组分数,进料信息,产物要求信息;确定需要求解的决策变量;确定目标函数其函数值用于评估设计的优劣;确定约束函数其函数值用于判断是否满足产品纯度要求;将隔板塔的设计问题转化为最优化问题;最大函数评估次数为MaxFEs;步骤二:在流程模拟软件中建立隔板塔仿真的实际模型和替代模型,连接流程模拟软件和IP-SALS自编算法程序;步骤三:通过采样获得初始种群,种群大小为NP,种群中的个体为D个决策变量构成的向量迭代次数t=1;步骤四:将个体的决策变量输入流程模拟软件中,模拟运行隔板塔的替代模型;步骤五:将替代模型的模拟结果输入实际模型中,作为实际模型的模拟初始值;步骤六:模拟运行隔板塔的实际模型,模拟结果带入目标函数和约束函数计算个体的目标函数值和约束函数值设置函数评估次数FEs=NP;步骤七:生成个体的惩罚系数ri;计算个体的罚函数值步骤八:找到个体的K个最近邻个体;利用K个最近邻个体构建目标函数和约束函数的代理模型;步骤九:得到代理模型预测的最佳候选解步骤十:将最佳候选解的决策变量输入流程模拟软件中,模拟运行隔板塔的替代模型;步骤十一:将替代模型的模拟结果输入实际模型中,作为实际模型的模拟初始值;步骤十二:模拟运行隔板塔的实际模型,模拟结果带入目标函数和约束函数计算最佳候选解的目标函数值和约束函数值计算最佳候选解的罚函数值步骤十三:执行选择操作:若最佳候选解的罚函数值小于当前个体的罚函数值,则将当前个体替换为最佳候选解;否则,保留当前个体;令FEs=FEs+1;步骤十四:判断FEsMaxFEs是否成立:若是,则输出最佳塔结构和操作参数为设计结果;否则,令t=t+1,返回步骤七。
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百度查询: 天津大学 一种基于代理模型解决隔板塔设计问题的方法
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