| 词条 | 系统优化 |
| 释义 | § 系统优化的基本知识 系统优化概念 所谓的系统优化是指系统在一定的环境条件约束及限制下，使系统过程处在最优的工作状态，或是使目标函数在约束条件下达到最优解（通常指其最大解或是最小解，根据具体问题而定）。 最优化问题及其分类 常见的优化问题如下： 产品设计方面：在满足设计的要求的前提下，保证设计成本最低； 配料方面：保证所配料的质量前提下，使所需费用最低； 交通运输方面：合理选择所行路线，费用最低，或在安全的前提下，如何选择所行路线使运行时间最短； 资源分配方面：资源应得到充分的分配且使效益最大化； 农业方面：根据作物的生长特性，合理的配置资源，使产量最大化； . . . . . . 系统优化的步骤 1、将系统目标与约束条件用数学语言表示出来； 2、找最优解。 传统优化算法与现代优化算法 传统优化算法对于一些比较简单问题的求解一般是可以满足要求的，但对于一些非线性的复杂问题，往往优化时间很长，并且经常不能得到最优解，甚至无法知道所得解同最优解的近似程度，而现代优化算法便可以解决上述问题，现代优化算法是人工智能的一个重要分支，这些算法包括禁忌搜索（tabu search)、模拟退火(simulated annealing)、遗传算法(genetic algorithms)人工神经网络(nearal networks)。 目前常用优化算法 1、经典优化算法，此算法复杂性大，适合解决小规模问题。 2、构造型优化算法，用构造方法可快速建立并解决问题。 3、智能优化算法。 4、混合型算法，将上面算法相结合而成。 § 系统优化实例 对于系统结构已知的化工系统进行优化，即确定其最优操作参数。它是化工系统工程的核心内容。化工过程通常由若干单元组成，这些系统按单元间结合的方式可分为串联(多级)系统和复杂系统。在串联系统中，前一个单元的输出是后一个单元的输入。串联系统的例子有多级萃取过程以及级间冷却的多级绝热固定床反应器的操作过程等。所有其他非串联系统，都称为复杂系统。例如为了充分利用某种未全部转化的物料，往往有循环回路；同时由于工艺上的需要，在化工流程中还往往会出现支路及并联回路等，这些都是复杂系统。 到目前为止,运用现代控制理论,借助动态规划及离散最小值原理，串联系统的优化问题已经能够解决。但是对于复杂系统来说，虽然理论上可将任意复杂系统作为一个整体进行优化，但事实上由于决策变量（如控制变量或设计变量）的数目庞大，再加上各个单元之间有着比较复杂的联结关系，复杂系统的优化问题还较难解决，然而这也恰恰是实践上有待解决的迫切问题。 近十年来，随着大系统理论的发展，应用二等级分解法处理复杂化工系统的优化问题受到了人们的重视。所谓二等级分解法，就是先把一个复杂系统分解为若干规模较小的子系统，第一等级处理各个子系统的局部最优化问题；第二等级为协调中心，它调整某些可调变量（协调变量），在各个子系统之间进行协调，使它们的局部最优解逐次逼近整个系统的最优解。大系统的分解必须遵循下述原则：即对于第k个子系统而言,若它与其余的子系统互相联系的各变量分别固定在规定数值上，则第k个子系统可单独进行优化处理,称为分解原理。例如现有一个业已排列好的换热器系统（见图），为使该系统在给定负荷条件下所需总传热面积为最小，需要进行最优设计计算。此时整个系统可按两个热流体的走向划分成如图所示的两个子系统，协调变量为t1、t2、t3,然后根据前述步骤可实现该系统的优化设计。设z为各个子系统之间的联结向量（协调向量）,ui为第i个子系统的决策向量。当取z为有限值时，各个子系统的局部最优解ui就可表示成z的函数ui(z),然后将这个信息送至所谓的协调中心，在那里判断它是否满足整体最优解的条件。如果不满足，就在协调中心进行调整，再把修正后的z值送回到各个子系统。如此往返,逐次调整，直至趋于系统的最优解。 参考书目 高松武一郎等著，张能力、沈静珠译：《化工过程系统工程》，化学工业出版社，北京，1981。（高松武一郎など著：《ブロャスシステム》，日刊工業新聞社，東京，1972。） § 配图 § 相关连接 |
| 随便看 |
百科全书收录594082条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。