Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Алгоритм глобальный

    Существуют различные модификации метода сканирования, применяемые в основном для сокращения объема вычислений. Одна из таких модификаций заключается в том, что используется алгоритм с переменным, шагом сканирования. Вначале величина шага выбирается достаточио большой, по возможности значительно превышающей требуемую точность определения положения оптимума, и вьшолняется грубый поиск, который локализует область нахождения глобального оптиму.ма. После того как эта область определена, производится поиск с меньшим шагом только в пределах указанной области. Практически можно организовать целый ряд таких процедур последовательного уточнения положения оптимума. Необходимый [c.513]


    Очевидно, что предложенный алгоритм определяет только локальное решение минимаксной задачи (если оно существует). Чтобы получить глобальный оптимум, необходимо применить итерационный подход такой, например, как изменение начальной точки поиска или метод вариационных преобразований относительно к. с. р. п. [c.219]

    Этап 4. Применение глобальной стратегии модификации полученного варианта схемы. В основе стратегии модификации используются опять же эвристические правила, причем в качестве эволюционных правил принято изменение трех первых эвристик алгоритма. Применение каждой из эвристик приводит к значительному количеству вариантов схем, которые должны быть затем оценены в соответствии с критерием оптимальности схемы. Эффективность модификации первой эвристики алгоритма оценивается по величине коэффициента трудности разделения. Так, если значение Т для вновь полученного варианта отличается более чем на 10% от исходного, то он подвергается детальному анализу и оценке. При этом ослабляется требование на использование пониженных температур. Изменение второй эвристики может привести к применению экстрактивной ректификации как метода разделения. Альтернативные варианты схем, получаемые в результате модификации второй и третьей эвристик, анализируются по расширяющемуся алгоритму поиска. [c.481]

    Наряду с глобальной стратегией известны алгоритмы с локальным применением эволюционных правил, т. е. к отдельным узлам схемы [35]. [c.481]

    Общую задачу синтеза можно разделить на шесть подзадач алгоритм интегрально-гипотетического синтеза ХТС, поиск локального экстремума, поиск глобального экстремума мультимодальных функций, поиск экстремума овражных функций, оптимизация при неопределенности информации, расчет экономических показателей функционирования ХТС. [c.602]

    Поиск глобального экстремума. Наличие данного алгоритма объясняется тем, что целевая функция при решении задач синтеза имеет, как правило, мультимодальный характер, обусловленный возможностью существования нескольких конфигураций ХТС. Идея построения алгоритма основана на разработке специальной стратегии выбора исходных точек для поиска локальных экстремумов и введения понятия запретных областей. Основные отличия метода от известного [4] заключаются в следующем. [c.604]

    Многоуровневый алгоритм осуществляет последовательность итераций но информационным переменным, которые не удовлетворяют ограничениям взаимных связей ХТС до тех пор, пока не достигнут глобальный оптимум. [c.314]

    Критерии такого типа позволяют выделить локальные цели каждой подсистемы и на основе анализа конфликта между локальными и глобальной целью построить тот или иной децентрализующий алгоритм. [c.184]

    На рис. 1.8 приведена блок-схема алгоритма оптимального расчета колонны с учетом приведенных затрат. Оптимизация осуществлялась методом сканирования с переменным шагом. Метод заключается в последовательном просмотре значений критерия оптимальности в ряде точек, принадлежащих области независимых переменных, и нахождении среди этих точек такой, в которой критерий оптимальности принимает минимальное значение. Этот метод позволяет определить глобальный экстремум функции. При этом задаются диапазоном изменения - скорости пара на полное сечение колонны W и флегмового числа Л - с соответствующим шагом. В процедуре расчета критерия оптимальности на каждом шаге определяется число тарелок и тарелка ввода питания в виде отдельной процедуры проектного расчета колонны. [c.70]


    В первоначальных расчетах был использован один из наиболее простых и надежных методов оптимизации — метод сканирования [66], который гарантировал нахождение глобального оптимума. Использование алгоритма поиска на сетке переменных Со и Шп с переменным шагом сканирования свело решение к просмотру значений себестоимости очистки (или себестоимости рекуперируемого бензина) при заданном значении одной переменной (ш)п) для ряда значений другой переменной (со), которые определялись как отстоящие друг от друга на величину шага Асо. После того как весь диапазон изменения Со при заданном значении Wп был исследован и для него было найдено минимальное значение С (себестоимости), осуществлялось изменение значения на величину шага Ли п. На первом этапе величина шага была выбрана достаточно большой (Дсо = 4 г/м Ашп = = 0,05 м/с), значительно превышающей требуемую точность определения оптимума, т. е. выполнен грубый поиск, который локализовал область нахождения глобального оптимума. Затем был произведен поиск с меньшим шагом (Асо = 1 г/м Wn = = 0,01 м/с), но в более узкой области. [c.176]

    Задача синтеза алгоритмов управления состоит в том, чтобы создать алгоритмическое и программное обеспечение для АСУ ТП на основе тех задач управления, которые были сформулированы выше. Как мы уже могли убедиться, методами декомпозиции глобальная задача управления раскладывается на небольшое число более простых задач. В общем виде это означает если М представляет собой математическое описание объекта управления Q — цель управления (в общем смысле) и А — общий алгоритм управления, то для реализации общего алгоритма М, Л необходимо провести [c.360]

    В разд. IX. 1.5 методами декомпозиции и упрощения глобальной задачи управления сформулировано несколько задач стабилизации. Рассмотрим вопросы синтеза алгоритмов стабилизации на примере следующих конкретных задач  [c.362]

    Рассмотрим несколько примеров синтеза систем автоматической защиты. При этом проводится не только синтез соответствующих алгоритмов, но и декомпозиция п упрощение глобальной задачи защиты. Как показывает опыт, при защите производства эти этапы создания систем не разделимы. [c.371]

    К алгоритмам координирования относятся и компенсационные алгоритмы. Как уже было отмечено выше, применением последних можно уменьшить экономические потери, вызванные декомпозицией и упрощением глобальной задачи управления. При этом появляются весьма разнообразные возможности. Например, имеется связь между алгоритмами оптимального смешения потоков сырья и стабилизации оптимального отношения азота к водороду (см. наст. гл.). Эта связь заключается в том, что при изменении потоков сырья меняется и отношение азота к водороду. С помощью математической модели завода по производству синтез-газа представляется возможным определить то значение, на которое меняется отношение азота к водороду на входе в аммиачный цикл, если меняются потери сырья. Была выведена формула для расчета необходимого изменения количества подаваемого воздуха во вторичный риформинг. Такое изменение приводит к тому, что среднее значение отношения азота к водороду внутри аммиачного цикла остается постоянным. (Ввиду инерционности аммиачного цикла оказалось достаточным проводить только статическую компенсацию). Для этого используется следующее уравнение [c.375]

    При построении алгоритма оптимального управления процессом хлорирования парафина необходимо выбрать локальный критерий оптимизации, согласуя его с возможностями модели, режимами эксплуатации промышленной установки, и выявить участие данной подсистемы в глобальном критерии оптимизации процесса производства сульфонола. [c.393]

    Задача поиска глобального минимума многоэкстремальной функции значительно сложнее, чем поиск минимума функции, имеющей единственный минимум. В литературе рассмотрен ряд алгоритмов поиска указанного глобального минимума. Остановимся на одном из этих алгоритмов. Идея его состоит в следующем. [c.72]

    Центральный алгоритм А выбора оптимальных характеристик надежности системы с использованием глобального критерия оптимальности — экономической эффективности капитальных вложений в систему — передает на /-й итерации в местный [c.172]

    Представленные функции АПЛ являются лишь началом того, что, я надеюсь, станет внушительным собранием результатов в этой области . Для сетей, имеющих или же близких к тому, чтобы иметь экзотическую динамику, труднее всего доказать правильность, однозначность и глобальное притяжение. Таким образом, тот факт, что алгоритмы работают в случае обратимого орегона-тора с 10 реакциями, указывает, что эти алгоритмы уже вполне работоспособны. [c.390]

    Предлагаемый метод разделения задачи глобальной оптимизации химических комплексов дает возможность на каждом этапе решать задачи значительно меньшей размерности. Однако даже в этом случае каждая из этих задач остается нелинейной и многомерной. Поэтому необходимы дальнейшее совершенствование математических методов поиска оптимальных решений этих задач, разработка усовершенствованных алгоритмов и программ для решения специфических химико-технологических задач на современных ЭВМ. [c.21]

    Наличие коэффициента р (массы тяжелого шарика ) в уравнении (IX, 73) обеспечивает определенную инерционность процессу поиска оптимума, которая проявляется в том, что при применении этого алгоритма появляется возможность проскакивать небольшие локальные минимумы целевой функции. Задаваясь различными значениями параметров р и v, можно так отрегулировать процесс поиска, что в результате его находится глобальный минимум целевой функции. [c.500]


    На этом фоне переход к более общей задаче и ее содержательная декомпозиция, которая, в частности, может опираться и на перечисленные приемы, создают новые возможности для комплексной и гибкой алгоритмизации оптимального синтеза МКС с нагруженным резервированием. Предлагаемая ниже общая схема алгоритмов декомпозиции представляет один из возможных способов реализации идеи построения итерационных вычислительных процессов с помощью последовательного расщепления общей задачи. Она ориентирована на множественность начальных приближений с целью обработки более широкой области возможных решений и максимального приближения к глобальному оптимуму в решаемой задаче. Кроме того, данная схема рассчитана в принципе на работу в режиме диалога со специалистом-проектировщиком. Однако для практической реализации такого режима до последнего времени не имелось соответствующего алгоритмического и технического обеспечения. Поэтому решение этой проблемы остается предметом дальнейших разработок с целью создания человеко-машинных систем для оптимального проектирования ТПС конкретного типа и назначения. [c.229]

    База данных по моделирующим блокам содержит необходимую для расчета технологических аппаратов и узлов информацию (например, количество связанных потоков, число и назначение алгоритмов расчета, количество параметров оборудования, их физический смысл и т. д.), а также собственно программное обеспечение для расчета аппаратов — моделирующие блоки [31, 32]. Используемые в системе моделирующие блоки являются муль-тивариантными (реализуют несколько как правило, все допустимые — вариантов расчета) и позволяют наилучшим образом сочетать достоинства глобального и декомпозиционного подходов к моделированию агрегата. Так же, как и в БФХС, в БМБ существуют широкие сервисные возможности для работы пользователей. [c.275]

    Дополнительно заметим, что поскольку при использовании алгоритма Д-П вместо точного значения оптимума КЭгр применяется его оценка то полученный вариант декомпозиции ИЗС может привести к неоптимальному решению всей задачи синтеза ХТС. Как правило, такая ошибка приводит к несовпадению действительного значения оптимума критерия эффективности синтезированной ХТС с использованной ранее оценкой. Однако эта ситуация может и не произойти, если оценка совпадет с оптимумом КЭ некоторой ХТС с фиксированной неоптимальной технологической топологией, к синтезу которой может привести применение алгоритма, и данная ХТС будет принята за оптимальную. Таким образом, совпадение принятой оценки оптимального значения критерия эффективности с ее истинным значением для синтезированной ХТСч] в общем случае не гарантирует, что полученное с использованием теории элементарной декомпозиции (алгоритма Д-П) решение ИЗС является оптимальным в глобальном смысле. [c.151]

    Для нахождения глобального экстремума при решении задачи многопараметрической минимизации (5.7) — (5.12) используется стохастический квазиградиентный алгоритм [173], позволяющий определить множество локальных экстремумов целевой функции, среди которых определяется экстремум. [c.136]

    Поиск экстремума овражных функций. Алгоритм поиска глобального экстремума эффективен для многоэкстремальных функций, однако в тех случаях, когда целевая функция имеет овражный характер, он может привести к бесконечному удлинению поиска, поскольку каждый спуск на дно оврага будет восприниматься как появление нового экстремума. В связи с этим для алгоритма поиска глобального экстремума разработан блок, позволяющий интерполировать дно оврага криволинейной зависимостью с одновременной интерполяцией параболической зависимостью поведения целевой функции вдоль дна оврага . Этот блок включается в работу в том случае, если при исследовании одной совокупности отрогональных векторов обнаружено не менее трех новых экстремумов, что является косвенным признаком наличия оврага . Проверка данного алгоритма на различных овражных функциях показала, что он позволяет в среднем в 10 раз ускорить поиск экстремума. Например, экстремум функции Розенброка идентифицируется за два-три шага вдоль дна оврага . [c.605]

    Определение координат точки экстремума регрессионного описания среднеинтегрального критерия проводится следующим образом. Вначале определяются координаты безусловного экстремума по классической схеме. Затем, если найденный экстремум лежит в границах плана, проводится определение характера регрессионной поверхности на основе анализа матрицы Гессе. В качестве нового центра плана выбирается точка экстремума этой поверхности. если таковая имеется. В остальных случаях поиск экстремума в пределах плана осуществляется с помощью оптимизации алгоритмом поиска глобального экстремума и центр нового плана переносится в найденную с его помощью точку. [c.606]

    Как видно из вышеизложенного, при упрощении и декомпозиции глобальной задачи управления широко применяются функции чувствительности. Значения таких функций определялисьГсГпомощью математических моделей отдельных аппаратов и ХТС. Были составлены алгоритмы решения математических уравнений этих моделей и разработаны соответствующие программы для расчета функций [c.359]

    В алгоритме оптимального управления производством сульфонола используется прием декомпозиции на подсистемьг с учетом иерархии ХТС. Для каждого уровня системы определен критерий оптимальности, не противоречащий критерию верхнего уровня (глобальному), и круг задач оптимизации. [c.386]

    Человек — совсем иное дело. Его способность видеть граф. глобально, в целом , небезгранична. Начиная с некоторой степени сложности графа, человек уже не сможет решать задачи структурнога анализа. Так, если взять граф на рис. 40, отвечаюш ий схеме производства, оптимизация которого описана в работе [12], человеку достаточно трудно найти оптимальную совокупность разрываемых потоков при одинаковых размерностях всех потоков. По-видимому, он уже не сможет глобально, сразу (не применяя специальных алгоритмов) решить эту задачу, если размерности потоков будут различны. [c.87]

    Автоматизированное проектирование теплообменных систем (ТС) химико-технологических систем (ХТС) переработки нефти и нефтепродуктов предполагает разработку и использование эффективных алгоритмов автоматизированного синтеза ТС С1, 2, 3].Для решения задачи синтеза ТС разработано много различных алгоритмов, которые используют целый ряд упрощающих допущений и поэтом1% в подавляющем большинстве своем, не позволяют определить глобально оптимальную ТС. Основные из этих допущений следующие  [c.62]

    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]

    Один из аспектов динамики химических реакций связан с предсказанием качественной динамики реакционной смеси на основе информации о топологии реакционной сети и зависимости скоростей от концентраций различных соединений. Для этой проблемы естественным оказывается теоретико-графовый подход, поскольку структура реакционной сети может быть закодирована в направленном графе, ребра которого взвешены в соответствии с внутренними скоростями реакций. Это в свою очередь приводит к факторизации управляющих уравнений, в результате которой эффекты стехиометрии, структуры сети и феноменология скорости реакции могут быть изучены раздельно. На этой основе легко получить некоторые результаты, связанные с динамикой нестационарных и стационарных состояний, при использовании известных или легко доказываемых результатов теории графов. В частности, возможно классифицировать стационарные состояния и разработать алгоритм для определения того, какие из различных типов стационарных состояний, если они вообще возможны, могут существовать в данной системе. Этот подход ведет также к полному описанию глобальной динамики подмножества того, что называется вершинноуправляемыми сетями. Может быть показано, что уравнения для таких систем всегда имеют единственное стационарное состояние, являющееся глобально асимптотически устойчивым. Кроме того, когда такой тип системы периодически возмущается внешним источником, отклик всегда асимптотически периодичен с периодом, равным периоду возмущающей функции. Следовательно, система этого типа может служить в качестве совершенного преобразователя частоты — свойство, необходимое при решении многих биологических задач. [c.322]

    В этой статье не обсуждалось, как рассматривать сети с условиями сохранения. Условия сохранения определяют матрицу GAMMA, которая используется в обобщенных алгоритмах правильности и глобального притяжения. [c.390]

    Симплекс-метод является наиболее распространенным на практике методом оптимизации. Его основные достоинства —простота, хорошая сходимость и высокая скорость достижения оптимальных условий. Основные проблемы возникают тогда, когда поверхность отклика мультимодальна, т. е. содержит несколько локальных экстремумов. В подобных случаях симплекс-алгоритм обычно сходится к ближайшему локальному экстремуму, а глобальный экстремум может быть пропущен. Разработаны и более эффективные способы оптимизации, такие, как метод сопряженных градиентов или метод Пауэлла. Однако они используются главным образом для нахождения экстремумов функций, заданных алгебраически, и редко применяются для оптимизации эксперимента. [c.514]

    При решении крупномасштабных задач оптимизации химико-технологических процессов на учебных практических и лабораторных занятиях целесообразно выделить уровни иерархии системы, на ее основе провести декомпозицию задачи с идентификацией простешпих элементов задачи и формированием алгоритмов их решения, а затем в ходе синтеза глобального алгоритма и его компьютерной реализации получить численное решение позиции оптимума. Реализация такого подхода рассмотрена при поиске оптимального режима работы концентрационной ректификационной колонны при разделении бинарной смеси углеводородов. [c.186]

    В представленном в этом разделе кратком описании расчетных методов нашли отражение основные тенденции развития конформационного анализа пептидов и белков в последнее время. Несмотря на многочисленность и видимое разнообразие новых теоретических разработок, их сближает ряд общих черт принципиального характера, причем тех же самых, что были присущи предшествующим теоретико-методологическим исследованиям. Отмечу лишь три таких особенности. Во-первых, практически все предложенные методы расчета исходят из предположения, что нативная трехмерная структура белка имеет самую низкую внутреннюю энергию. Поэтому конечная цель каждого метода состоит в установлении глобальной конформации молекулы по известной аминокислотной последовательности. Такое предположение, сформулированное более 40 лет назад, до сих пор не встретило каких-либо противоречий со стороны экспериментальных фактов и, следовательно, может считаться оправданным. Во-вторых, в последние годы, как и ранее, во всех случаях предпринимались попытки подойти к расчету глобальной конформации белка путем усовершенствования предсказательных алгоритмов, процедур минимизации и вычислительной техники. Надежды на решение структурной проблемы по-прежнему связываются не с более глубоким проникновением в молекулярную физику белка и разработкой соответствующих теорий, а главным образом с достижением в области методологии теоретического конформационного анализа и развитием компьютерной аппаратуры. Между тем такой подход в принципе не может привести к априорному расчету глобальной конформации белка. В разделе 2.1 уже указывалось, что перебор со скоростью вращательной флуктуации (10 с) всех мыслимых конформационных состояний даже у низкомолекулярной белковой цепи (< 100 остатков) занял бы не менее 10 лет. Следовательно, при беспорядочно-поисковом механизме сборка белка как в условиях in vivo в процессе рибосомного синтеза, так и в условиях in vitro в процессе ренатурации не может осуществляться через селекцию конформации всех локальных минимумов потенциальной поверхности. Реальные же возможности самых совершенных современных методов расчета ограничены независимым анализом тетра- и пентапептидов, рассчитанных четверть века назад. Ни один из существующих теоретических методов не в состоянии проводить конформационный анализ сложных олигопептидов, а тем более белков, без привлечения дополнительной информации - результатов прямого эксперимента, касающегося исследуемого объекта, или статистической обработки имеющихся структурных данных. В-третьих для всех предложенных методов расчета характерно отсутствие классификации пептидных структур, оправданной с физической точки зрения и [c.246]


Смотреть страницы где упоминается термин Алгоритм глобальный: [c.360]    [c.373]    [c.227]    [c.145]    [c.211]    [c.172]    [c.172]    [c.214]    [c.9]    [c.109]    [c.240]    [c.488]   
Моделирование и системный анализ биохимических производств (1985) -- [ c.172 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Алгоритм



© 2024 chem21.info Реклама на сайте