面向TE过程的实时优化技术研究

论文摘要

随着资源短缺和能源价格上涨,企业间市场竞争日趋激烈,企业追求生产效益最大化的愿望也愈加强烈。与此同时,随着工业过程规模越来越庞大、复杂程度越来越高,传统的离线优化技术已不能满足企业对生产过程高效益的要求,为此,实时优化技术逐渐成为操作优化领域研究的新焦点。本文旨在从实际应用的角度出发研究工业过程的实时优化技术,选取了TE(Tennessee Eastman)过程作为研究对象。首先,对TE过程进行了深入的分析,在前人提供的TE模型基础上,根据实时优化技术的要求,考虑到整个过程的工艺流程、物料平衡和能量平衡,提出了对于机理模型相关调整系数的处理方法,完整地给出了TE过程的机理模型。然后,论文系统深入地研究TE过程的稳态操作优化问题,提出了采用非线性规划方法对其进行求解,此方法能够快速、有效地完成这类复杂多变量非线性优化的计算问题。基于TE过程仿真平台,研究了模型不确定性问题对稳态操作优化结果的影响,进行了详细仿真及分析。论文最后给出了TE过程实时优化的方案,包括了稳态分析、数据校正、模型更新及优化计算环节。论文基于仿真实验研究了TE过程稳态操作点的偏移对实时优化过程的影响,从而奠定了实时优化实施方案的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究状况综述
• 1.2.1 生产过程的稳态优化
• 1.2.2 非线性规划方法与应用
• 1.2.3 实时优化技术
• 1.3 论文工作简述
• 1.4 本章小节
• 第二章 面向优化问题的TE过程研究
• 2.1 引言
• 2.2 TE过程描述
• 2.2.1 工艺过程与操作概况
• 2.2.2 过程控制目标与控制变量
• 2.3 TE过程机理模型
• 2.3.1 机理模型
• 2.3.2 参数计算
• 2.3.3 模型分析
• 2.4 基于仿真实验平台的TE过程分析
• 2.4.1 仿真实验平台
• 2.4.2 主要操纵变量对过程指标的影响规律
• 2.5 本章小结
• 第三章 TE过程的稳态操作优化
• 3.1 引言
• 3.2 优化问题描述
• 3.2.1 TE过程优化目标
• 3.2.2 TE过程优化限制条件
• 3.3 优化问题求解
• 3.4 模型不确定性问题分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 TE过程的实时优化研究
• 4.1 引言
• 4.2 实时优化方案设计
• 4.3 稳态操作点实时优化过程分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 导师与作者简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书