面向黑箱模型問題的優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用.pdf

1、大量的工業(yè)生產(chǎn)過程中，都需要使用最優(yōu)化技術(shù)來降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。通常優(yōu)化工業(yè)過程時(shí)，第一步總是要先構(gòu)建完整的工業(yè)過程優(yōu)化問題的模型，然后再利用模型信息進(jìn)行高效優(yōu)化計(jì)算。然而，實(shí)際問題中經(jīng)常碰到模型不透明的問題，即可以產(chǎn)出輸入、輸出信息，但缺乏開放的模型描述。本論文針對(duì)此類黑箱模型問題，研究開發(fā)高效率的優(yōu)化算法。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.實(shí)現(xiàn)了面向黑箱模型的優(yōu)化算法。首先，針對(duì)黑箱模型優(yōu)化問題的特點(diǎn)，本文

2、經(jīng)過對(duì)不同方法的分析，采用基于模型的無導(dǎo)數(shù)優(yōu)化方法(Derivative-Free Optimization Methods)進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn)?；谀Ｐ偷臒o導(dǎo)數(shù)優(yōu)化理論中的采樣與插值建模提供了問題的局部近似模型，通過與傳統(tǒng)的信賴域優(yōu)化方法結(jié)合，把該模型作為信賴域的子問題，并使用信賴域算法的框架完成了面向黑箱模型問題的優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)。
　　2.通過借鑒NEWUOA算法的框架，改進(jìn)了本文的優(yōu)化算法，并對(duì)優(yōu)化算法進(jìn)行了性能的分析與比較。NEW

3、UOA算法提出了使用不到(n+1)(n+2）/2個(gè)插值點(diǎn)來構(gòu)造二次模型的方法，且在數(shù)值實(shí)驗(yàn)中取得了非常好的效果。本文通過借鑒該思想對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，減少了算法在優(yōu)化過程中的目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算次數(shù)，且增強(qiáng)了算法的通用性。之后對(duì)一共五種算法的測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了算法的性能比較與分析。
　　3.利用開發(fā)的無導(dǎo)數(shù)信賴域優(yōu)化算法求解工業(yè)中的黑箱模型優(yōu)化問題。首先本文通過使用優(yōu)化算法自動(dòng)整定單水槽控制系統(tǒng)的PID參數(shù)，并與傳統(tǒng)整定方法進(jìn)行了對(duì)比。之