[發(fā)明專利]一種礦石纖維成分精確設(shè)計方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210631975.9
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN114707368B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于守富;趙明;劉鑫;郎玉冬;趙謙;陳陽;匡寧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京玻璃纖維研究設(shè)計院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G16C60/00;G06F111/06
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐

1.一種礦石纖維成分精確設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

采集不同地區(qū)的若干種礦石纖維成分，作為礦石纖維成分設(shè)計的原材料；

將不同地區(qū)礦石纖維已有的配比作為需求解的未知量、期望設(shè)計的礦石纖維成分配比作為輸入，構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型；所述多目標(biāo)優(yōu)化模型的具體形式為：

式中，表示第i個地區(qū)礦石纖維的配比，i=1,...,n，n表示地區(qū)總數(shù)；表示第i個地區(qū)礦石纖維中第j個成分的含量，j=1,...,m，m為成分總個數(shù)， 表示期望設(shè)計礦石纖維中第j個成分的期望值，min表示由設(shè)計計算出的成分值與期望成分的差達(dá)到最小；

基于不同地區(qū)礦石纖維的配比，為所述多目標(biāo)優(yōu)化模型添加限制條件；所述限制條件具體為：

上述限制條件的具體含義為：n個地區(qū)的設(shè)計配比和為1，同時每個地區(qū)的配比必須介于0-1之間；期望設(shè)計礦石纖維的成分和為100，同時每個成分的期望值必須介于0-100；為礦石纖維領(lǐng)域內(nèi)的容忍誤差，計算出的成分值與期望成分之間的誤差小于；

對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到不同地區(qū)礦石纖維配比的可行解集；所述對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，具體采用“自適應(yīng)NSGA-GA”算法對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，過程包括：

確定NSGA-Ⅲ算法中的初值，包括礦石纖維配比的種群數(shù)N、交叉概率、變異概率、進(jìn)化代數(shù)M；

使用NSGA-Ⅲ算法對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到不同地區(qū)礦石纖維配比的可行解集，通過可行解集與期望成分的誤差，自適應(yīng)調(diào)整NSGA-Ⅲ算法中的參數(shù)及礦石纖維領(lǐng)域內(nèi)的容忍誤差；

在可行解集中尋找最優(yōu)解，作為最終礦石纖維配比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦石纖維成分精確設(shè)計方法，其特征在于，所述自適應(yīng)調(diào)整NSGA-Ⅲ算法中的參數(shù)，具體包括：

若不是所有的成分的計算值與期望成分的誤差均在容忍誤差之內(nèi)，則增加種群數(shù)N、交叉概率和進(jìn)化代數(shù)M；若所有的成分的計算值與期望成分的誤差均在容忍誤差之內(nèi)，增加變異概率；

在所有的成分的計算值與期望成分的誤差均在容忍誤差之內(nèi)的前提下，減少種群數(shù)N以及進(jìn)化代數(shù)M。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦石纖維成分精確設(shè)計方法，其特征在于，所述自適應(yīng)調(diào)整礦石纖維領(lǐng)域內(nèi)的容忍誤差，具體為：

自適應(yīng)調(diào)低容忍誤差，之后調(diào)整種群數(shù)N以及進(jìn)化代數(shù)M使得所有的成分的計算值與期望成分的誤差均在容忍誤差之內(nèi)；

判斷計算誤差是否在容忍誤差之內(nèi)，若是則重復(fù)上述過程，否則結(jié)束容忍誤差的調(diào)整。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦石纖維成分精確設(shè)計方法，其特征在于，所述在可行解集中尋找最優(yōu)解，作為最終礦石纖維配比，具體通過貪婪最佳優(yōu)先算法在可行解集中尋找最優(yōu)解，過程包括：

將初始礦石纖維配比的可行解放入優(yōu)先隊列中，并設(shè)為開始結(jié)點；

取出隊列結(jié)點作為當(dāng)前拓展結(jié)點，設(shè)置為已訪問；

若當(dāng)前礦石纖維配比的可行解為最優(yōu)解，則路徑搜索結(jié)束，否則進(jìn)行下一步；

訪問當(dāng)前可行解的所有相鄰可行解，即訪問前結(jié)點的所有相鄰子節(jié)點；

對于每一個子節(jié)點，獲取其相關(guān)信息值并進(jìn)行路徑更新，將其子節(jié)點的父親結(jié)點指向當(dāng)前結(jié)點；

對新的礦石纖維配比隊列進(jìn)行一次優(yōu)先級排序；

優(yōu)先級最高的礦石纖維配比即為最優(yōu)解，將其作為最終礦石纖維配比。