计算机与应用化学
計算機與應用化學
계산궤여응용화학
COMPUTERS AND APPLIED CHEMISTRY
2014年
10期
1262-1266
,共5页
柏杨%王建林%于涛%赵利强
柏楊%王建林%于濤%趙利彊
백양%왕건림%우도%조리강
粒子群优化算法%多目标分解%协同进化%发酵过程%优化控制
粒子群優化算法%多目標分解%協同進化%髮酵過程%優化控製
입자군우화산법%다목표분해%협동진화%발효과정%우화공제
particle swarm optimization%multi-object decomposition%cooperative coevolution%fermentation process%optimal control
为了改善发酵过程补料优化控制的性能指标,提出一种基于改进的分解多目标粒子群优化算法的发酵过程补料优化控制方法.将发酵过程的多目标优化问题分解为若干单目标优化问题,对每个单目标优化问题应用2个粒子群协同搜索最优解,其中一个种群对连接向量进行搜索,改进了连接向量的更新方式,另一个种群将决策空间分解,使用不同种群对不同维度的解向量进行优化,并在进化过程中使用前一个种群的最优解构成完整的解向量评价每个子群的最优解,提高了最优解评价的准确性,保证算法收敛到全局最优解.将该算法用到在工业酵母发酵过程模型中,对补料速率进行优化控制,并同时优化2个性能指标,即菌体浓度最大化和乙醇浓度最小化,并与基本的分解粒子群优化算法的优化结果作对比,该算法获得的Pareto前沿在基本分解粒子群优化算法获得的Pareto前沿下方,并且分布更加完整.实验证明该算法能够获得最优补料速率,使工业酵母发酵过程的菌体浓度提高了约9％,乙醇浓度降低了约为15％,为发酵过程补料优化控制提供了一种有效方法.
為瞭改善髮酵過程補料優化控製的性能指標,提齣一種基于改進的分解多目標粒子群優化算法的髮酵過程補料優化控製方法.將髮酵過程的多目標優化問題分解為若榦單目標優化問題,對每箇單目標優化問題應用2箇粒子群協同搜索最優解,其中一箇種群對連接嚮量進行搜索,改進瞭連接嚮量的更新方式,另一箇種群將決策空間分解,使用不同種群對不同維度的解嚮量進行優化,併在進化過程中使用前一箇種群的最優解構成完整的解嚮量評價每箇子群的最優解,提高瞭最優解評價的準確性,保證算法收斂到全跼最優解.將該算法用到在工業酵母髮酵過程模型中,對補料速率進行優化控製,併同時優化2箇性能指標,即菌體濃度最大化和乙醇濃度最小化,併與基本的分解粒子群優化算法的優化結果作對比,該算法穫得的Pareto前沿在基本分解粒子群優化算法穫得的Pareto前沿下方,併且分佈更加完整.實驗證明該算法能夠穫得最優補料速率,使工業酵母髮酵過程的菌體濃度提高瞭約9％,乙醇濃度降低瞭約為15％,為髮酵過程補料優化控製提供瞭一種有效方法.
위료개선발효과정보료우화공제적성능지표,제출일충기우개진적분해다목표입자군우화산법적발효과정보료우화공제방법.장발효과정적다목표우화문제분해위약간단목표우화문제,대매개단목표우화문제응용2개입자군협동수색최우해,기중일개충군대련접향량진행수색,개진료련접향량적경신방식,령일개충군장결책공간분해,사용불동충군대불동유도적해향량진행우화,병재진화과정중사용전일개충군적최우해구성완정적해향량평개매개자군적최우해,제고료최우해평개적준학성,보증산법수렴도전국최우해.장해산법용도재공업효모발효과정모형중,대보료속솔진행우화공제,병동시우화2개성능지표,즉균체농도최대화화을순농도최소화,병여기본적분해입자군우화산법적우화결과작대비,해산법획득적Pareto전연재기본분해입자군우화산법획득적Pareto전연하방,병차분포경가완정.실험증명해산법능구획득최우보료속솔,사공업효모발효과정적균체농도제고료약9％,을순농도강저료약위15％,위발효과정보료우화공제제공료일충유효방법.
