銅電解液循環(huán)系統(tǒng)的多目標(biāo)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化.pdf

1、江銅集團(tuán)有色金屬閃速冶煉過程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化示范工程是國家發(fā)改委批準(zhǔn)設(shè)立的國家工業(yè)自動(dòng)化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)專項(xiàng)，本課題銅電解液循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化是該專項(xiàng)的一個(gè)重要的子課題。 電解生產(chǎn)過程由電解槽、添加劑的制備、電解液凈化處理、循環(huán)加熱、壓濾和綜合回收等工藝環(huán)節(jié)組成，各工藝環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀況相互影響，其中，電解槽中電解液化學(xué)成份的變化直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。從過程控制來看，電解過程具有工藝反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜、非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變和大滯后等復(fù)

2、雜工業(yè)過程的特點(diǎn)。 在正常生產(chǎn)的情況下，處理量不變，但由于慢擾動(dòng)因素的影響，整個(gè)生產(chǎn)過程會(huì)偏離最優(yōu)點(diǎn)，穩(wěn)態(tài)優(yōu)化就是在這種情況下尋找操作參數(shù)來維持工業(yè)過程的最優(yōu)工況。電解銅生產(chǎn)過程的操作參數(shù)一般僅憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)而定，帶有很大的主觀性和隨意性。所以研究一種實(shí)用的優(yōu)化方法，給操作人員以操作指導(dǎo)成為工業(yè)控制領(lǐng)域中一個(gè)很重要的研究方向。 本文分析了銅電解的基本生產(chǎn)機(jī)理，銅電解液成分的影響因素，電耗的影響因素，在此基礎(chǔ)上，以電解銅

3、優(yōu)質(zhì)和節(jié)能為目的，建立多目標(biāo)優(yōu)化的兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)。并根據(jù)江銅電解材料和工藝要求，建立了優(yōu)化的約束條件，從而得到一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化模型。 在深入研究多目標(biāo)優(yōu)化方法和多目標(biāo)遺傳算法的基礎(chǔ)上，提出了一種加入局部搜索的多目標(biāo)遺傳算法，該方法是在非劣分層遺傳算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的模擬退火局部搜索算子對(duì)遺傳算法每一代個(gè)體中的一層、二層非劣解進(jìn)行模擬退火的局部搜索，彌補(bǔ)了遺傳算法中局部搜索能力差，易早熟的缺點(diǎn)，大大提高了搜索速度。而且這個(gè)改進(jìn)算子可以

4、應(yīng)用于所有的基于Pareto最優(yōu)解的多目標(biāo)優(yōu)化算法。 將加入局部搜索的非劣分層遺傳算法應(yīng)用于解決從銅電解液循環(huán)系統(tǒng)提取的多目標(biāo)優(yōu)化模型，仿真結(jié)果顯示，由于加入局部搜索的非劣分層遺傳算法的種種優(yōu)勢，可以很好地應(yīng)用于解決該優(yōu)化問題。 本文對(duì)多目標(biāo)決策方法進(jìn)行研究，總結(jié)了優(yōu)化和決策之間的關(guān)系，針對(duì)電解過程機(jī)理復(fù)雜、非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變和大滯后等復(fù)雜工業(yè)過程的特點(diǎn)，對(duì)偽權(quán)向量法進(jìn)行了改進(jìn)，并利用改進(jìn)的方法對(duì)加入局部搜索的非劣分層