基于條件建模的聚合反應過程動態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、聚合物是由一種或幾種結構單元通過共價鍵連接起來的分子量很高的化合物。典型的自由基聚合反應在整個轉化率范圍內存在凝膠效應、玻璃化效應和籠蔽效應等復雜現象，嚴重影響反應介質各種關鍵物理量（如粘度、擴散系數、反應動力學系數），使聚合反應模型中包含大量由反應效應引發(fā)的條件建模?；跅l件建模的微分代數方程(DAE)在梯度上的非連續(xù)性給動態(tài)優(yōu)化求解帶來了很大的挑戰(zhàn)。因此如何解決基于條件建模的動態(tài)優(yōu)化問題，對聚合反應和動態(tài)優(yōu)化研究具有非常重要的意義。

2、
　　 本文在分析自由基聚合反應條件建模性質的基礎上，分別提出了基于靈敏度分析算法和模型平滑化方法的序貫動態(tài)優(yōu)化求解策略，以及基于DAE模型離散化和互補約束算法的聯(lián)立動態(tài)優(yōu)化求解策略，并通過自由基聚合反應動態(tài)優(yōu)化命題的求解，驗證方法可行性。
　　 本文主要成果包含以下三個方面的內容:
　　 1.深入研究了自由基聚合反應機理模型，分析了由反應效應引發(fā)的條件建模性質，總結了傳統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化方法在求解基于條件建模的動態(tài)優(yōu)化

3、命題時遇到的困難，為后續(xù)尋求解決方案奠定基礎。
　　 2.針對條件建模帶來的優(yōu)化困難，以靈敏度分析算法提高序貫法的梯度信息精確度，針對條件建模的不同性質，采用相應的平滑化方案進行模型平滑化?；谀Ｐ推交椒ê挽`敏度分析算法構建內層優(yōu)化命題求解策略，以平滑化參數為外層優(yōu)化，提出了基于條件建模的聚合反應過程動態(tài)優(yōu)化問題的序貫求解方法。建立了自由基聚合反應中的聚合物產品設計問題，并應用序貫優(yōu)化策略求解基于條件建模動態(tài)優(yōu)化命題，得到了

4、優(yōu)于傳統(tǒng)方法的優(yōu)化結果，提高了基于條件建模的動態(tài)優(yōu)化命題求解效率。
　　 3.聯(lián)立法求解動態(tài)優(yōu)化問題時，具有效率高、穩(wěn)定性好的特點。以隱式歐拉法將基于條件建模的DAE問題離散為大規(guī)模非線性規(guī)劃問題，基于互補約束算法處理離散化模型的非平滑性，將非線性規(guī)劃問題轉化為帶互補約束的MPCC問題，闡述了互補約束的模型重述及求解方法，最終提出了基于條件建模的聚合反應過程動態(tài)優(yōu)化問題的聯(lián)立求解方法。應用該求解方法進行了自由基聚合反應恒溫操作切