快速、低成本間歇過程無模型優(yōu)化方法研究.pdf

1、基于過程模型的優(yōu)化方法是目前間歇過程質(zhì)量控制與優(yōu)化研究的主流方法。然而，這類方法不可避免地存在建模成本高和模型失配等問題。為了避免基于模型方法的上述問題，本文針對一類快速、低成本間歇過程提出了一種以在線試驗(yàn)代替過程模型的無模型優(yōu)化的思路。
　　 不過，在線試驗(yàn)往往伴隨著各種噪聲和異常干擾，這使得無模型優(yōu)化的實(shí)施面臨很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)并提高無模型優(yōu)化的效率，本文集成了無模型優(yōu)化算法、動(dòng)態(tài)質(zhì)量估計(jì)策略和迭代終止控制方法，

2、形成了一種系統(tǒng)的無模型優(yōu)化架構(gòu)。本文的主要研究內(nèi)容總結(jié)如下：
　　 1.針對快速、低成本間歇過程的質(zhì)量控制與優(yōu)化，提出了無模型優(yōu)化的思想，并設(shè)計(jì)了無模型優(yōu)化的實(shí)施框架。
　　 2.將兩種高效無模型優(yōu)化算法，即并行攝動(dòng)隨機(jī)逼近算法和單純形搜索算法，分別與無模型優(yōu)化進(jìn)行了集成，形成了兩種不同類型的無模型優(yōu)化方法。在一個(gè)半間歇反應(yīng)器的仿真實(shí)例上對兩種方法進(jìn)行了對比測試，并對它們在不同噪聲水平下的性能進(jìn)行了比較分析。
　　

3、 3.從質(zhì)量估計(jì)精度與試驗(yàn)估計(jì)成本相權(quán)衡的角度出發(fā)，提出了一種基于小樣本統(tǒng)計(jì)的迭代點(diǎn)在線質(zhì)量估計(jì)方法。以該方法為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了無模型優(yōu)化的動(dòng)態(tài)質(zhì)量估計(jì)策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該策略有助于提高無模型優(yōu)化的收斂性、魯棒性和抗噪聲性。
　　 4.基于收斂深度控制的思想，提出了一種無模型優(yōu)化的迭代終止控制方法，使得無模型優(yōu)化方法在優(yōu)化進(jìn)程中具備一定的智能特性，能感知優(yōu)化進(jìn)程已經(jīng)取得和將要取得的優(yōu)化進(jìn)展，控制優(yōu)化進(jìn)程的適時(shí)終止。
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4、.在注塑成型過程質(zhì)量控制問題上，利用無模型優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)了重量、焦距、尺寸等制品質(zhì)量指標(biāo)的控制。大量試驗(yàn)結(jié)果表明無模型優(yōu)化方法在此類快速、低成本間歇過程質(zhì)量控制問題上有良好的控制性能。
　　 6.在注塑成型過程質(zhì)量優(yōu)化問題上，對無模型優(yōu)化方法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，并對其迭代終止方法進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明，無模型優(yōu)化方法性能良好；同時(shí)，迭代終止方法能順利實(shí)現(xiàn)無模型優(yōu)化進(jìn)程的智能終止。
　　 最后，總結(jié)本文的工作，并對無模型優(yōu)化方