[發明專利]基于ELM-ADHDP的復雜分離過程優化方法

有效

• 申請號: 202011266460.0
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112381139B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 秦偉;李慧;常華鵬;李穎;駱萬博;叢鑠灃;羅明月;趙啟亮;葉偉康
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F18/214;G06N3/0464;G06N3/06
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 張天會

本發明公開了基于ELM?ADHDP的復雜分離過程優化方法，本發明把ELM?ADHDP算法引入復雜分離過程中，在統計、分析生產過程的真實數據的基礎上，建立輸出量的預測模型；用極限學習機預測模型網絡參數的初始值，然后對該預測模型進行學習訓練，得到穩定的預測模型網絡；在訓練好的預測模型網絡的基礎上建立基于改進的ADHDP的參數優化策略，提出復雜分離過程中優化的對象，根據優化的最優性能指標確定優化量值，為復雜分離過程提供工藝優化策略。

技術領域

本發明涉及復雜分離過程工藝條件優化技術領域，具體為基于ELM-ADHDP的復雜分離過程優化方法。

背景技術

基于刮膜蒸發技術的復雜分離過程具有操作溫度低、分離壓強低、受熱時間短等特點，適用于高沸點、熱敏、高粘度物質的提取、分離和精制，在諸如精細化工、藥品、香精、食用添加劑、石化實際工程領域的應用中，具有常規分離技術無法比擬的優勢。復雜分離過程與傳統分離技術相比，其工藝參數更加難以控制。刮膜蒸發技術是利用輕重分子平均自由程的不同進行分離的，所以選擇適宜的溫度和真空度，能夠降低分子之間的觸碰幾率，避免了部分輕分子在向冷凝面運動的過程中因碰撞破壞被分離物的結構，使被提取物保持自身原有的天然特性；而刮膜蒸發器的進料速率以及刮膜電機轉速決定了被分離物形成頭波的液膜厚度以及不斷的更新和補充蒸發表面液膜，適當的進料速率和刮膜電機轉速能增強對蒸發面積的利用，有效提高分離提取效率。所以，在復雜分離過程中，蒸發溫度、真空度以及刮膜電機轉速和進料速度是影響分離效果的關鍵參數，能否準確確定這些工藝參數，將直接影響產品的質量和生產效率。

復雜分離過程無法建立準確的數學模型，大多采用經驗參數，缺少科學依據。本發明采用基于改進的執行依賴啟發式動態規劃算法實現工藝參數優化，根據產品的指標要求(純度和得率)，運用該算法獲得最佳工藝參數值。在基于刮膜蒸發技術的復雜分離過程中，由于蒸發溫度、真空度以及刮膜電機轉速和進料速度是影響分離產物指標的最重要工藝參數，也是分離過程中需要精確控制的四個量。本發明以分離產物的得率和純度為最優目標，基于改進的執行依賴啟發式動態規劃，優化蒸發溫度、真空度、刮膜電機轉速和進料速度四個關鍵工藝參數，該方法對于實際生產具有很好的指導意義。

發明內容

本發明的目的在于提供基于ELM-ADHDP的復雜分離過程優化方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：基于ELM-ADHDP的復雜分離過程優化方法，包括以下步驟：

步驟一：將復雜分離過程同一時刻下的蒸發溫度、真空度、刮膜電機轉速和進料速度四個對分離過程影響最大的工藝參數和產品指標的值作為輸入量M(k)＝[u₁(k),u₂(k),u₃(k),u₄(k),x₁(k),x₂(k)]，其中，u₁(k)、u₂(k)、u₃(k)、u₄(k)分別是輸入量中的蒸發溫度、真空度、刮膜電機轉速和進料速度，將分離產物的得率和純度也作為輸入量x(k)＝[x₁(k),x₂(k)]，將x(k+1)＝[x₁(k+1),x₂(k+1)]作為輸出量，其中，x₁(k)、x₂(k)分別是分離產物的得率和純度，確立一個在同一時刻下輸入量u與輸出量x具有映射對應關系的實驗數據組；在分離過程穩態進行的情況下，在不同時刻提取并記錄n個具有上述映射關系的實驗數據組，將這些實驗數據組作為實驗樣本，存入實驗樣本數據庫中；