基于动态优化的催化裂化装置再生器裕量分析与控制设计(Ⅱ)求解方法与结果分析

用动态优化的方法求解催化裂化装置再生器的工艺裕量与控制设计。对于该多目标混合整数动态优化问题,通过ε-约束法处理多目标优化问题,将控制性能目标函数转化为控制性能约束;通过将0-1变量松弛化、引入附加等式约束求解混合整数动态优化问题。求解得到非劣解集,绘制关于控制性能指标和工艺指标的关系曲线,发现系统对控制器性能的要求愈高,所需要的裕量应愈大。由此进行折中处理,从而找到兼顾工艺要求和控制性能的催化裂化装置再生器优化设计方案。

面向分子结构质量指标的过程系统动态优化

对分子结构产品质量进行直接预测与优化是工业界迫切需要解决的技术难题。围绕分子结构产品质量指标,面向多产品生产序列决策和切换策略优化,基于过程系统的严格机理模型以及动态优化的完全离散化求解方法,阐述需完成的研究任务。在分析相应动态问题特性的基础上,提出了过程系统模拟、模型修正和切换优化方面存在的研究难点及蕴含的科学问题,概述了相关的研究方法与成果。最后展望了该动态优化问题在构造、分析和求解方面的研究发展。

控制与工艺集成优化设计研究进展

控制与工艺集成优化设计是一种系统化的过程优化设计方法。以典型二元精馏塔设计为例阐述了其过程系统的数学描述, 给出其最优工艺设计和控制设计的求解框架和求解策略, 以及其中混合整数动态优化问题(MIDO)的求解方法。通过与传统的工艺与控制分步序贯设计比较, 讨论了二者各自的优势和不足, 指出控制与工艺集成优化设计具有良好的发展前景。

提高暂态电压安全性的快投电容器组控制定值优化（英文）

快投电容器组是工程上应对暂态电压安全的一种经济有效的紧急控制手段,然而其控制定值通常由试凑仿真进行整定。将快投电容器组控制定值的整定问题描述为多故障联立的混合整数动态优化问题,先求得各故障下的最优电容投入量,然后通过反推的方式得到相应的控制定值最优设定范围。对于混合整数动态优化问题的求解,先借助凸松弛方法将其转变为连续动态优化问题,并引入罚函数对松弛的整数变量在优化过程中进行逐步归整,然后采用多重打靶法将连续动态优化问题转化为非线性规划问题,最后采用简化空间序列二次规划算法对其进行求解。针对多重打靶法与简化空间序列二次规划算法中呈现的故障解耦与时间解耦特性,设计了两层并行框架以提高计算效率。以10机39节点系统和某省级165机1003节点系统验证了所提方法的有效性。

基于数学规划的化工过程常规控制系统的结构选择

化工过程常规控制结构选择问题,由过程控制最底层的多回路PID控制器的结构选择和参数优化问题组成,会直接影响到整个化工过程控制系统的整体控制性能。本文作出常规控制结构选择问题的数学描述,将其转化为带有0-1变量约束的混合整数动态优化问题,并通过将0-1变量松弛化、引入附加等式约束求解此问题。以复杂的催化裂化装置反应-再生系统为例求解其常规控制结构选择问题,求解结果验证优化算法的有效性。