Принципы построения алгоритмов оптимизации

Дан анализ биохимического производства, рассматриваемого с позиций системного подхода как сложная иерархическая система (БТС) с целым рядом взаимосвязанных подсистем и элементов, обеспечивающих преобразование материальных и энергетических потоков в процессе переработки исходного сырья в целевые продукты микробиологического синтеза. Рассмотрены вопросы выбора глобального и локальных критериев эффективности, а также применения принципов многоуровневой оптимизации при анализе БТС и ее подсистем. Приведены примеры построения математических моделей типовых технологических элементов, составляющих БТС, даны алгоритмы их расчета на ЭВМ и методы анализа надежности функционирования в системе. Детально исследованы условия функционирования основных подсистем БТС ферментации , разделения биосуспензий , биоочистки , рассмотрены принципы их структурного анализа и оптимизации. Рассмотрена иерархическая структура управления биохимическими системами и показана эффективность использования управления на основе ЭВМ в задачах оптимизации процессов биохимических производств. [c.2]

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ [c.143]

На основе этого утверждения построен алгоритм оптимизации, являющийся модификацией градиентного метода, рассматриваемого в гильбертовом пространстве [156]. Этот алгоритм использовался для решения задачи, поскольку применение алгоритмов, основанных на принципе максимума Понтрягина или динамическом программировании, затруднено вследствие нелинейности дифференциальных уравнений исходной системы. [c.102]

Подобная ситуация типична для детерминированных процессов, природа которых недостаточно изучена, случайных процессов с неизвестными статистическими характеристиками или когда вообще не ясно, является ли процесс детерминированным или стохастическим, и т. д. Единственно возможным подходом в этих условиях является наблюдение текущих реализаций и их обработка. При этом регулярные итеративные методы становятся непригодными и возникает необходимость в использовании принципов адаптации, основанных на вероятностных итеративны х процедурах. Идея построения вероятностных итеративных процедур состоит в переносе схем регулярных алгоритмов типа (2.4) — (2.6) на случай, когда градиент функционала V/ (а) неизвестен. Для этого в процедурах (2.4)—(2.6) специальным образом подбирается матрица Г и вместо неизвестного градиента V/ (а) используются наблюдаемые реализации (х, а). Таким образом, вероятностный алгоритм оптимизации алгоритм адаптации) можно записать в одной из трех форм рекуррентная форма [c.85]

Рассмотрены методы оптимизации технологических процессов, деревообработки, методика математических описаний процессов. Приведены математические модели и алгоритмы оптимизации их при помощи ЭВМ, графо-аналитические методы, методы исследования моделей процессов на ЭВМ. Изложены принципы построения математических моделей потоков. Даны рекомендации по применению оптимальных режимов конкретных процессов. [c.135]

В теории химических реакторов, [1—6] общепризнанным является прием построения математических моделей путем сочетания более простых элементов, описывающих химическую кинетику, процессы массо- и теплопередачи и др. В связи с применением ЭВМ эта идея нашла воплощение в блочно-модульном принципе моделирования. Понимая под модулем некоторую часть задачи, которая может быть проанализирована отдельно, а под блоком модулей — такое их сочетание, которое служит единой цели, будем при моделировании полимеризационных процессов выделять следующие блоки блок математической модели реактора блок меж-реакторных связей и аппаратов, составляющих полимеризацион-ный агрегат блок критериев оптимизации блок алгоритмов оптимизации и некоторые другие. Все блоки представляют собой иерархические структуры на каждом уровне иерархии выделяют несколько вариантов модулей. Вся система является открытой, благодаря чему можно по мере необходимости вводить в нее новые блоки, в блоки — новые уровни, на каждом уровне — новые модули и т. д. С другой стороны, блок должен быть гибким, чтобы можно было некоторые модули включать или отключать в зависимости от типа решаемых задач. [c.8]

В СССР к настоящему времени разработано свыше 100 алгоритмов проектного расчета и оптимизации различного теплообменного оборудования. Число создаваемых алгоритмов с каждым годом возрастает, однако состояние машинных расчетов теплообменников не претерпевает коренных улучшений. Главная причина этого — кумулятивный подход при создании алгоритмов, суть которого Б следующем. Разрабатываются частные алгоритмы с узкой областью приложения, обычно пригодные для проведения одного вида расчета теплообменников заданной конструкции, с фиксированным сочетанием процессов в рабочих полостях и с другими ограничениями. Число возможных сочетаний расчетных признаков и соответственно число частных алгоритмов, необходимых для охвата основных задач расчета промышленных теплообменников, очень велико. Поэтому практика создания частных алгоритмов малоперспективна. Неперспективными также представляются попытки создания кумулятивных систем оптимизации теплообменного оборудования, построенных по принципу постепенного и независимого включения в них большого числа вновь созданных частных алгоритмов. [c.9]

Данный ПВК разработан на языке Фортран и представляет комплекс программ, реализующих методы схемно-структурной, схемно-параметрической и многоконтурной оптимизации, гидравлического расчета, а также алгоритмы логической обработки данных, управления вычислительным процессом и другие. Пакет построен по модульному принципу, унифицирован по всем исходным, рабочим и результирующим массивам данных и является открытым, т.е. после унификации и согласования входа и "выхода" к нему может быть подключен любой новый модуль, расширяющий возможности ПВК. [c.243]

Повышение производительности труда, существенное улучшение характеристик действующих объектов, нахождение оптимальных режимов их функционирования и построение оптимальных алгоритмов для управления — все эти задачи в принципе могут быть решены путем создания математических моделей объектов с последующей их оптимизацией. Весьма часто математические модели действующих объектов отсутствуют, что связано с определенным отставанием теоретических исследований механизма процессов, протекающих в объекте. [c.98]

Составленные в предыдущих параграфах экономико-математические модели отдельных типовых процессов или их сочетаний можно отнести к классу моделей, разрабатываемых для элементов, которые находятся на низшем уровне производственной иерархии в ЕСТЭО-ХТС. Переход к построению моделей более высокого уровня потребовал нового качественного подхода к решению задач технико-экономической оптимизации. В частности, были созданы методы моделирования и разработаны соответствующие алгоритмы оптимизации, которые обеспечивают выполнение основного принципа, предъявляемого к задачам оптимизации ХТС с цепочечной структурой — принципа взаимозависимости. Согласно этому принципу, оптимальность каждого звена системы зависит от режимов остальных предыдущих и последующих звеньев. [c.108]

В книге рассмотрены основные принципы моделирования, анализа и синтеза сложных химико-технологических систем (ХТС). Приведены методы расчета материальноэнергетических балансов и степеней свободы ХТС описаны математические модели технологических операторов (элементов систем), изложены основы матричного, детерминант-ного и топологического методов анализа ХТС. На основе использования топологических моделей (теории графов) ХТС рассмотрены методы разработки оптимальной стратегии (алгоритмов) исследования и декомпозиционные принципы оптимизации ХТС. Даны методы построения специальных программ математического моделпровапия ХТС на ЦВМ. [c.4]