دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 106588
ترجمه فارسی عنوان مقاله

روش بهینه سازی تصادفی ترکیبی برای مشکلات بهینه کنترل فرایندهای شیمیایی

عنوان انگلیسی
Hybrid stochastic optimization method for optimal control problems of chemical processes
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
106588 2017 44 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Chemical Engineering Research and Design, Volume 126, October 2017, Pages 297-310

ترجمه چکیده
در مقاله، مسئله کنترل مطلوب سیستم های شیمیایی در نظر گرفته شده است. به طور کلی، با توجه به ماهیت غیرخطی آن و وجود محدودیت ورودی کنترل، بسیار مشکل است. برای به دست آوردن راه حل عددی، براساس تکنولوژی تبدیل زمان پوسته پوسته شدن و روش پارامتر کردن کنترل، مشکل به یک مشکل بهینه سازی پارامتر با برخی از مرزهای متغیر تبدیل می شود که می تواند با استفاده از الگوریتم بهبود گرادیان هماهنگ که توسط ما طراحی شده است، حل شود. با این حال، به رغم بهبود الگوریتم شبیه سازی همجوشی برای جستجوی محلی بسیار کارآمد است، راه حل به دست آمده معمولا یک افراطیم محلی برای مسائل کنترل بهینه غیر غوطه ور است. به منظور فرار از افراطیون محلی، یک روش جستجوی جدید تصادفی توسعه یافته است. تعداد زیادی از آزمایش های عددی نشان می دهد که روش جستجوی پیشین تصادفی در اکتشاف بسیار عالی است، در حالی که در بهره برداری بد است. به منظور بهبود بهره وری، پیشنهاد می کنیم رویکرد بهینه سازی تصادفی ترکیبی برای حل مشکل بر اساس روش جستجوی پیشین تصادفی و الگوریتم شبیه سازی شده همجوشی بهبود یافته است. نتایج همگرایی نشان می دهد که هر گونه راه حل بهینه جهانی از مشکل تقریبی، یک راه حل مطلوب جهانی از مشکل اصلی است. در نهایت، چهار روش کنترل بهینه سیستم های شیمیایی نشان می دهد که الگوریتم بهینه سازی عددی ترکیبی پیشنهاد شده توسط ما زمان پردازنده کم است و ارزش تابع هزینه بهتر را از رویکردهای موجود به دست می دهد.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله  روش بهینه سازی تصادفی ترکیبی برای مشکلات بهینه کنترل فرایندهای شیمیایی

چکیده انگلیسی

In the paper, the optimal control problem of chemical process systems is considered. In general, it is very difficult to solve this problem analytically due to its nonlinear nature and the existence of control input constraints. To obtain the numerical solution, based on the time-scaling transformation technology and the control parameterization method, the problem is transformed into a parameter optimization problem with some variable bounds, which can be efficiently solved using the improved conjugate gradient algorithm developed by us. However, in spite of the improved conjugate gradient algorithm is very efficient for local search, the solution obtained is usually a local extremum for non-convex optimal control problems. In order to escape from the local extremum, a novel stochastic search method is developed. A large number of numerical experiments show that the novel stochastic search method is excellent in exploration, while bad in exploitation. In order to improve the exploitation, we propose a hybrid stochastic optimization approach to solve the problem based on the novel stochastic search method and the improved conjugate gradient algorithm. Convergence results indicate that any global optimal solution of the approximate problem is also a global optimal solution of the original problem. Finally, four chemical process system optimal control problems illustrate that the hybrid numerical optimization algorithm proposed by us is low CPU time and obtains a better cost function value than the existing approaches.