基于GA-SQP混合优化策略的低温热实时优化系统

摘要

本发明涉及先进制造与自动化领域，具体地说是一种基于GA-SQP混合优化策略的低温热实时优化系统，包括实时数据库、低温热系统软测量模块、能耗优化模块、用户界面和基于Flash实时信息发布模块。本发明同现有技术相比，低温热实时优化系统以流程模拟技术和火用经济学为基础，建立低温热系统仿真和优化模型；采用经典数学规划序列二次规划SQP和新型群智能优化算法遗传算法GA相结合的混合求解策略求解非线性优化模型；利用实时数据库技术采集生产过程实时信息，从而实现实时监控、离线仿真、在线模拟和实时优化。

主权项

一种基于GA‑SQP混合优化策略的低温热实时优化系统，包括实时数据库、低温热系统软测量模块、能耗优化模块、用户界面和基于Flash实时信息发布模块，其特征在于：过程控制系统将采集到的温度、压力、流量过程数据传送至实时数据库；实时数据传送至低温热系统软测量模块，对数据进行校正处理，输出软测量计算结果存入实时数据库；用户通过应用操作界面配置实时模型参数及能耗折算系数，并存入实时数据库；能耗优化模块通过实时数据库接口读取实时数据，所述的实时数据包括过程数据与模型参数，生成实时优化模型，然后通过优化算法求解，并将实时模拟计算结果与实时优化调度方案，通过实时数据库接口存入实时数据库；用户通过应用操作界面配置仿真计算参数，并生成仿真指令；能耗优化模块接收到仿真指令后，开始仿真计算，计算完成后，将仿真计算结果传送至用户界面；基于Flash实时信息发布模块通过实时数据接口模块读取实时数据，然后通过Flash实时显示在Web流程图中；用户界面读取实时优化调度方案数据、实时模拟计算结果数据和仿真计算结果数据； 所述的能耗优化模块依序完成如下步骤：步骤a1.过程数据和能耗折算系数通过实时数据接口模块传送至能耗优化模块；步骤b1.数据处理，剔除误差；步骤c1. 判断是否启动优化计算，如果不是进行步骤d1,如果是进行步骤e1;步骤d1. 根据能耗计算模型进行模拟计算，计算完成后将能耗值传递给优化模块，同时输出模拟计算结果；步骤e1: 根据GA‑SQP优化策略调整优化变量：水量和水温，并传入能耗计算模型中，由能耗计算模型计算出能耗值并返回到优化模块，优化计算完成后，输出优化计算结果； 所述的能耗优化模块的寻优流程如下：步骤a3.能耗计算模型根据采集到的过程数据和能耗折算系数进行模拟计算后，将能耗值传送至遗传算法GA和序列二次规划SQP混合优化策略，并判断是否启动优化计算，如果是则继续进行步骤b3，如果否则继续进行步骤f3；步骤b3.根据遗传算法GA进行全局寻优，寻找全局最优调度方案；步骤c3. 输出全局最优调度方案；步骤d3.根据序列二次规划SQP进行局部强化寻优，寻找局部最优调度方案；步骤e3. 输出局部最优调度方案；步骤f3.确定并输出最优调度方案。