以排序競爭演算法求解動態最適化問題之研究

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題名:	以排序競爭演算法求解動態最適化問題之研究 A Study on Solving Dynamic Optimization Problems by Line-up Competition Algorithm
作者:	林霹泯 Lin, Pi-Min
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	排序競爭演算法;動態最適化問題;控制向量參數化法;批式反應器 line-up competition algorithm;dynamic optimization problems;control vector parametrization;batch reactor
日期:	2006
上傳時間:	2008-09-26 09:13:37 (UTC+8)
摘要:	本研究中，我們利用排序競爭算法(line-up competition algorithm；簡稱LCA)，決定非穩態程序之最適操作策略。起初將對LCA的演算精神與數學描述予以介紹，並以知名的典型靜態最適問題，測試所撰寫的程式碼。在此，我們發現LCA對於偵測全域與局部最適化解，是非常有效而穩定的。然而，當此法運用於求解線性規劃問題時，由於收斂速度緩慢，可能不適用於其解。再者，針對具有特殊限制條件的問題，為方便求解，將問題轉換作必要的處理仍是必須的。因此，我們將利用控制向量參數化法(control vector parametrization)之概念，將動態最適化問題(dynamic optimization problems)之時間水平(time horizon)與控制輸入(control input) 予以離散，使之由一動態最適化問題轉換成為非線性規劃問題。至此，問題中待指定之參數即可經由LCA挑選決定。應用前述之技術，於典型的動態問題之求解。結果仍顯示LCA的效率與穩定性。在演算範例中，對於具有已知局部解的問題。結果顯示LCA依然有效的偵測出全域解。此例也同步提供求解動態最適化問題時，家族數與成員數的設定，並兼而探討控制輸入的型態對搜尋結果的影響。對於控制軌跡具有on-off之型態的問題，發現PLVTI與PCVTI均具備模擬此型態控制軌跡之能力。對於系統較為複雜之問題，我們提出了均勻隨機與常態隨機方式產生新家族成員的混合作法，以增進LCA之數值精確度。最後以LCA來決定批示反應器之最適操作，基於經濟目的，我們考慮批式反應器操作中常見的最大產量問題與最短操作時間問題，並考慮單純動力學模式與嚴格反應器模式，再透過LCA決定最適操作策略。結果顯示：LCA提供了優於其它局部演算法如連續二次規劃法的演算結果。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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