区间参数不确定系统优化方法及其在汽油调和中的应用研究

论文题目: 区间参数不确定系统优化方法及其在汽油调和中的应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 控制科学与工程

作者: 蒋峥

导师: 吴铁军,戴连奎

关键词: 区间规划,非线性规划,动态优化,汽油调和,遗传算法

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 尽管确定性优化理论与算法成功地应用在人们生产实践的各个领域,但由于检测技术的局限性,确定性优化模型中的许多参数取值或多或少带有误差,基于这些误差数据的优化决策,必然带来决策效果的下降。研究不确定条件下的优化决策问题,日益受到国内外的重视。根据不确定参量的数学描述不同,不确定性优化理论主要有随机规划、模糊规划和区间规划三种。本文针对区间参数不确定稳态和动态优化问题,提出了相应的确定化数学描述形式,并应用主从式并行遗传算法求解确定化后的非线性规划问题,与此同时将其应用到某炼油厂的汽油调和问题。本文的主要研究工作包括: 1.提出了区间非线性稳态优化问题的确定化描述形式。该形式能够恰当地反映出决策者在追求最优值时所准备承担的风险程度,同时也能反映出决策者对不确定参数给目标函数造成偏差程度的不同要求。 2.提出了区间非线性动态优化问题的确定化描述形式,给出了不确定条件下决策满足路径约束可能性度量指标,分析了路径约束松弛程度的可行性问题,提出了求解路径约束满足度初始值的算法。 3.将区间非线性规划转化为确定化形式的极大极小问题后,采用了主从式并行遗传算法求解大规模非线性规划问题,并提出“应答式”策略解决从机间负荷忙闲不均衡问题。 4.提出了汽油调和问题的区间规划命题,应用本文提出的区间不确定优化算法,对某炼油厂的实际汽油调和问题进行了求解。与此同时,对比研究了在组分油辛烷值发生波动时,确定性调和方案与区间不确定调和方案的优化性能,结果表明:当组分油质量在一定范围内变动时,区间不确定调和策略具有较强的鲁棒性,在一定程度上能保证产品质量合格和较高的调和利润。 5.为提高非线性规划问题的求解性能,提出了一种新的求解非线性规划问题的混合遗传算法。该算法将具有良好全局搜索特性的遗传算法与局部寻优性能的序列线性规划方法相结合,当迭代点没有发生交叉和变异时,将目标函数和约束条件在迭代点处线性化,用线性规划算法对其进行寻优。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

致谢

第一章绪论

1.1 不确定优化问题的现象与研究意义

1.2 不确定优化问题研究方法

1.2.1 随机规划

1.2.2 模糊规划

1.2.3 区间规划

1.3 解决不确定性优化问题目前存在的困难

1.4 智能优化方法在解决不确定性优化问题中的研究现状

1.5 论文的研究内容与结构

第二章用于不确定优化的非线性规划问题的混合遗传算法

2.1 引言

2.2 改进的序列线性规划法

2.3 基于序列线性规划法的混合遗传算法

2.4 仿真研究

2.5 结论

第三章区间参数非线性规划问题的确定化描述及其递阶求解

3.1 引言

3.2 区间参数非线性规划问题的确定化描述

3.2.1 不确定性目标函数的确定性转化

3.2.2 不确定性约束条件的确定性转化

3.3 递阶优化算法

3.4 计算举例

3.5 结论

第四章不确定性动态优化问题的区间描述与求解

4.1 引言

4.2 区间非线性动态优化问题的确定化描述

4.2.1 目标函数中的不确定性

4.2.2 约束条件中的不确定性

4.3 路径约束松弛程度的可行性分析

4.4 递阶优化算法

4.5 计算举例

4.6 结论

第五章不确定优化在汽油调和生产中的应用研究

5.1 汽油调和工艺

5.1.1 汽油组分油的生产

5.1.2 汽油调和工艺

5.2 汽油调和问题的数学描述

5.3 汽油调和区间规划形式及其求解

5.4 汽油调和的数值举例

5.4.1 某炼油厂汽油调和生产背景

5.4.2 确定性调和优化方案

5.4.3 不确定调和优化方案1

5.4.4 不确定调和优化方案2

5.5 结论

第六章工作总结与研究展望

6.1 工作总结

6.2 研究展望

参考文献

附录

作者简介

攻读博士学位期间发表和录用的文章

发布时间: 2006-07-19

区间参数不确定系统优化方法及其在汽油调和中的应用研究

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