批次過程迭代建模與在線優(yōu)化方法研究.pdf

1、基于過程模型的優(yōu)化方法是批次過程質(zhì)量控制與操作優(yōu)化的主流方法，然而其往往存在建模困難的問題;無模型優(yōu)化方法是近階段學(xué)者提出的優(yōu)化方法，然而其存在在線實(shí)驗(yàn)成本高的問題。本文結(jié)合一類批次過程快速、低成本、可重復(fù)性的特性，并借鑒基于過程模型的優(yōu)化方法與無模型優(yōu)化方法各自的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種迭代建模與信賴域優(yōu)化的方法，即局部建模、信賴域優(yōu)化、在線試驗(yàn)相結(jié)合的方法。其具有較高的優(yōu)化效率和較低的實(shí)驗(yàn)成本，一定程度上解決了建模過程中的模型失配問題，并且

2、具有一定的收斂性。
　　本文的主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:
　　迭代建模與信賴域優(yōu)化方法的關(guān)鍵之一是采用局部模型用于優(yōu)化，本文提出一種迭代建模的策略，確保局部模型的精度逐步得到提高;其主要包括模型結(jié)構(gòu)選擇、數(shù)據(jù)集更新和模型殘差校驗(yàn)。另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是信賴域優(yōu)化，本文利用信賴域優(yōu)化實(shí)現(xiàn)在優(yōu)化問題求解中對(duì)優(yōu)化步長的限制，確保迭代點(diǎn)的可信度和有效性。
　　本文通過批次過程仿真算例驗(yàn)證了迭代建模與信賴域優(yōu)化方法的可行性和有效性。其中對(duì)兩

3、類典型的優(yōu)化問題進(jìn)行了探討，分別為目標(biāo)函數(shù)未知的批次過程仿真優(yōu)化和約束函數(shù)未知的批次過程仿真優(yōu)化。通過對(duì)迭代過程的展示和分析，詳細(xì)地介紹了該方法的求解過程和結(jié)果，驗(yàn)證了方法在求解不同優(yōu)化命題中的可行性。
　　本文還將此方法應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)過程中一類典型的批次過程——注塑成型過程。同樣對(duì)兩種典型的優(yōu)化問題進(jìn)行了探討，分別為目標(biāo)函數(shù)未知和約束函數(shù)未知，即過程模型體現(xiàn)在目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了方法的可行性和有效性。本文還將該方