[發(fā)明專利]汽油調(diào)合離線優(yōu)化方法

無效

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• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103745115A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢鋒;程輝;杜文莉
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06N3/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 俞瀅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽油調(diào)合領(lǐng)域，涉及汽油調(diào)合離線優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

車用汽油牌號越高性能越好。汽油內(nèi)在質(zhì)量主要監(jiān)測項(xiàng)目包括：抗爆性（研究法辛烷值、馬達(dá)法辛烷值）、蒸汽壓、硫含量、烯烴含量、芳烴含量、苯含量、餾程、誘導(dǎo)期、銅片腐蝕等。在這些指標(biāo)當(dāng)中，尤以汽油抗爆性最為重要，而辛烷值可以直接反應(yīng)汽油的抗爆性能，所以以辛烷值表示汽油牌號的高低，行業(yè)當(dāng)中普遍采用研究法辛烷值和馬達(dá)法辛烷值的平均值表示。

汽油的成分比較復(fù)雜，主要是烷烴，從C4到C12，其中以C5到C9為主。各種汽油的組分不同，所以它們的理化常數(shù)也是不一樣的，規(guī)定純異辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）和正庚烷的辛烷值分別為100和0。分子量相近的不同烴類，其辛烷值以正構(gòu)烷烴最低，高度分支的異構(gòu)烷烴、異構(gòu)烯烴和芳香烴的辛烷值最高，環(huán)烷烴和分支少的異構(gòu)烷烴、正構(gòu)烯烴介于中間。對于同一族烴類，分子量越小，沸點(diǎn)越低，其抗爆性越好。汽油成分的復(fù)雜性，致使汽油調(diào)合模型實(shí)際上屬于一個(gè)非線性模型。

由于汽油調(diào)合模型具有非線性性質(zhì)，所以采用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法往往需要大量的數(shù)學(xué)變換等步驟，而最終卻難以解決此類實(shí)際工程問題。粒子群優(yōu)化算法（PSO），屬于人工智能優(yōu)化算法范疇，可以有效的解決此類問題。粒子群優(yōu)化算法其基本思想是通過群體中個(gè)體之間的協(xié)作和信息共享來尋找最優(yōu)解。在粒子群優(yōu)化算法中，在解空間范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生一群粒子作為最優(yōu)化問題的初始解，每個(gè)粒子具有不同的初始位置和速度，并由最優(yōu)化問題定義的適應(yīng)度函數(shù)確定粒子的適應(yīng)值。然后種群不斷進(jìn)行迭代更新，在每一次迭代過程中，粒子根據(jù)兩個(gè)極值來更新自己的位置和速度。一個(gè)是粒子迄今為止搜索到的最優(yōu)解，另一個(gè)是整個(gè)粒子種群迄今為止搜索到的最優(yōu)解。經(jīng)過設(shè)定的迭代次數(shù)或者達(dá)到可以接受的精度范圍之后，整個(gè)種群搜索到的全局最優(yōu)位置即為最優(yōu)化問題的解。

發(fā)明內(nèi)容

汽油調(diào)合優(yōu)化的目標(biāo)是調(diào)合成本最低或成品汽油質(zhì)量過剩最小，同時(shí)要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況，綜合考慮滿足各種汽油質(zhì)量指標(biāo)約束（包括RON、MON、DON、RVP、硫含量、苯含量、氧含量、烯烴含量、芳烴含量、密度等）、各組分油的庫存和產(chǎn)量限制以及各組分油的配方限制，另外還有添加劑的用量等。

為達(dá)到以上目標(biāo)，本發(fā)明設(shè)計(jì)以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

一、根據(jù)市場產(chǎn)品需求，組分油產(chǎn)量及庫存約束，選定參與調(diào)合的組分油品，進(jìn)行調(diào)合的產(chǎn)品牌號。

二、設(shè)置參與調(diào)合的組分的配方上下限制，添加劑上下限等約束范圍，輸入各個(gè)參與調(diào)合的組分油屬性。建立汽油調(diào)合的數(shù)學(xué)模型，其中綜合考慮了三個(gè)指標(biāo)：調(diào)合成本最低、質(zhì)量過剩最小以及錳劑用量最小（雖然錳劑可以提升汽油的辛烷值，但過量使用可能對汽車發(fā)動機(jī)的一些關(guān)鍵部件產(chǎn)生損傷和造成環(huán)境污染），一個(gè)n參調(diào)組分的汽油調(diào)合模型目標(biāo)函數(shù)如下：