申请/专利权人：北京化工大学

申请日：2022-05-09

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114741772B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/27;G06F30/25;G06N20/00;G06N3/006;G06F119/08;G06F111/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.07.29#实质审查的生效;2022.07.12#公开

摘要：本发明涉及一种基于启发式算法解决隔离壁精馏塔设计问题的方法，属于化工设计领域，用于解决隔离壁精馏塔设计时关键参数确定的问题。具体采用基于在线Kriging模型改进的元胞粒子群优化方法KCPSO。通过引入在线Kriging模型辅助元胞粒子群的搜索，与仿真软件中的隔离壁精馏塔模型相配合，可以实现在较短的时间内找到最优解。采用本发明能够大大提高粒子群的收敛质量与收敛速度，有效解决隔离壁精馏塔设计问题，其结果可以作为隔离壁精馏塔设计的依据。

主权项：1.一种基于启发式算法解决隔离壁精馏塔设计问题的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：确定待解决的隔离壁精馏塔的信息，包括组分数，原料信息，产物要求信息；确定需要求解的决策变量；确定目标函数Tx，其函数值用于描述设计的优劣；将隔离壁精馏塔的设计问题转化为最优化问题；步骤二：在AspenPlus流程模拟软件中建立需要求解的隔离壁精馏塔的仿真模型，连接AspenPlus和KCPSO自编算法程序，KCPSO程序包括步骤三到十；步骤三：随机初始化m个粒子的位置和速度，m为完全平方数，m≥9，其位置为D个决策变量构成的向量x＝x1,x2,…,xDT，输入AspenPlus检验合法性；若合法，带入目标函数计算每个粒子的适应度J，J＝Tx，若不合法，则重新初始化不合法的粒子位置；步骤四：根据Moore型的元胞邻居规则，计算每个粒子的8个邻居粒子：按照编号将粒子放在一个的网格中，采用周期边界，每一个粒子都有上、下、左、右、左上、右上、左下、右下的8个粒子为邻居；步骤五：使用所有粒子的位置与适应度J，训练在线Kriging代理模型，预测得到一个位置xKriging，带入AspenPlus检验合法性，若合法，带入目标函数得到该点的适应度JKriging＝TxKriging；若不合法，则重新训练在线Kriging代理模型，预测得到一个新的位置xKriging，直到合法为止，然后计算该点的适应度JKriging＝TxKriging；步骤六：记第i个粒子的邻居和它自身的适应度J最大的位置为xcbest,i，对应的适应度Jcbest,i＝Txcbest,i；步骤七：比较每个粒子的Jcbest,i和JKringing，更小的适应度的位置为第i个粒子的吸引子AFi；步骤八：统计并更新第i个粒子从第一次迭代到此次迭代的适应度最小值的位置Pi和其对应最小适应度；步骤九：判断是否到达迭代次数的上限，若到达迭代次数上限，则运行停止，继续下一步；若没有到达迭代次数上限，则根据位置更新公式更新下一次迭代的位置，将下一次迭代的位置输入AspenPlus检验合法性，若不合法，则重复调用位置更新公式直到数据合法为止，数据均为合法数据后，返回步骤五继续搜索；步骤十：所有粒子从第一次迭代到此次迭代的适应度最小值的位置x*即为设计结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京化工大学 一种基于启发式算法解决隔离壁精馏塔设计问题的方法

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