化工过程系统优化中的一种混合求导算法-化工学报.PDF

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化工过程系统优化中的一种混合求导算法-化工学报

维普资讯 第 54卷 第 1O期 化 工 学 报 Vo1.54 № 10 2003年 1O月 Journal of Chemical Industry and Engineering (China) October 2003 化工过程系统优化 中的一种混合求导算法 邵之江 李 翔 钱积新 (浙江大学控制科学与工程系系统工程研究所 ,浙江 杭州 310027) 摘 要 在符号微分法的基础上结合差商和自动微分技术提出一种实用高效的混合求导算法,提高了化工过程 系统优化 的效率.该算法将被求导对象 的各个子模块按照是否适于用符号微分求导分为简单模块和复杂模块 , 对前者用符号微分求导 ,对后者用差商法求导.针对该算法 的关键技术——子模块导数 累积问题讨论了链式求 导法和摄动传递法.对某厂精馏塔操作优化问题的分析和计算表明,引入混合求导算法提高了优化的效率. 关键词 混合求导算法 导数 累积 化工过程系统优化 中图分类号 TQ015.9 文献标识码 A 文章编号 O438—1157 (2003)1O一1397--06 HYBRID DIFFERENTIATIoN ALGoRITHM IN CHEM ICAL PRoCESS SYSTEM oPTIM IZATIoN SttAOZhijiang。LIXiangandQIANJixin (InstituteofSystemsEngineering,DepartmentofControlScienceandEngineering, ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,Zhejiang,China) Abstract A new practical approach for differentiation, named hybrid differentiation algorithm , is presentedtoimprovetheefficiencyofchemicalprocesssystem optimization.Inthisapproach,theoriginal functioniSpartitionedintotwokindsofmodules: simplemoduleand complicated module.Ontheone hand。automaticdifferentiationiSusedtoanalyzethestructureofthesimplemodulesandrepresentthem asrooteddirecttrees.ThensymbolicdifferentiationiSusedtoobtainthesymbolicderivativesofthetrees。 bywhich derivative evaluation ofthe simple modulescan be carried out.On theother hand,finite differenceiSadopted todifferentiatethecomplicated modules.Accumulation ofderivatives.thecritical techniqueofhybriddifferentiation,isdiscussedandtwoapproachesaredeveloped.Numericalexperiment with a distillation column optimization problem demonstrates that the efficiency of optimization iS significantly i

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