М.: Химия, 1984. — 240 с. — (Серия «Химическая кибернетика»).Книга посвящена проблеме оптимизации химико-технологических процессов, возникающей при проектировании новых процессов и интенсификации действующих производств, а также при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). В ней рассматриваются основные этапы этой задачи (расчет стационарных режимов химико-технологических систем, методы безусловной минимизации, алгоритмы учета ограничений), приводятся многочисленные примеры использования описанных методов при решении тестовых и реальных задач оптимизации химико-технологических процессов. Большое внимание уделено проблеме синтеза химико-технологических систем – новому и быстро развивающемуся разделу теории математического моделирования.
Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников предприятий и организаций химической и смежных с ней отраслей промышленности. Она представляет интерес для преподавателей, аспирантов и студентов вузов, специализирующихся в области математического моделирования, автоматизации и автоматизированного проектирования химико-технологических процессов.СодержаниеПредисловие
Условные обозначения
Постановка задачи оптимизации сложных химико-технологических систем
Задача оптимизации процесса разделения изомеров октана
Математическая модель процесса
Формулировка задачи оптимизации процесса
Математический аппарат решения задач оптимизации
Общая формулировка задачи оптимизации и характеристика методов ее решения
Подходы к задаче оптимизации на основе выбора поисковых переменных
Расчет стационарных режимов химико-технологических систем
Метод Ньютона
Квазиньютоновские методы
Квазиньютоновские методы 1-го рода
Квазиньютоновские методы с постоянной глубиной памяти
Квазиньютоновские методы 2-го рода
Расчет стационарных режимов химико-технологического процесса Вильямса – Отто
Расчет стационарных режимов химико-технологической системы изомеризации н-пентана
Расчет больших систем
Квазиньютоновские методы 1-го рода для решения разреженных систем нелинейных уравнений
Квазиньютоновский метод с памятью решения разреженных систем нелинейных уравнений
Квазиньютоновский метод с блочной аппроксимацией
Применение методов решения систем нелинейных уравнений
Расчет процесса синтеза аммиака
Методы безусловной оптимизации
Общая характеристика задач оптимизации процессов
Свойства и методы сопряженных направлений
Свойства сопряженных направлений
Методы сопряженных направлений
Квазиньютоновские методы оптимизации
Квазиньютоновские методы минимизации 1-го рода
Квазиньютоновские методы минимизации 2-го рода
Применение квазиньютоновских методов к минимизации произвольных функций.
Оптимизация химико-технологических процессов при наличии ограничений
Характеристика ограничений в задачах оптимизации
Методы последовательной безусловной минимизации
Метод множителей Лагранжа
Метод «уровней»
Метод «штрафов»
Метод, использующий модифицировавшую функцию Лагранжа
Совместное применение методов условной минимизации и квазиньютоновских методов безусловной минимизации
Решение тестовых задач с ограничениями
Характеристика различных подходов к оптимизации химико-технологических систем
Оптимизация процесса Вильямса – Отто
Решение задачи оптимизации процесса разделения изомеров октана
Расчет оптимальных стационарных режимов контактных узлов сернокислотного производства
Минимизация функций при наличии линейных ограничений
Метод обобщенного приведенного градиента
Оптимизация процесса полимеризации изопрена в производстве синтетического каучука
Оптимизация конструкционных параметров теплообменной системы
Оптимизация больших систем
Декомпозиционные методы оптимизации
Декомпозиционный метод закрепления
Характеристика квазиньютоновских методов минимизации функций с разреженными гессианами
Квазиньютоновские методы 1-го рода для минимизации функций с разреженным гессианом
Блочные квазиньютоновские методы 2-го рода
Оптимальный синтез химико-технологических схем
Двухуровневый подход.
Полный перебор вариантов схем
Метод «ветвей и границ»
Метод отсечения неперспективных вариантов
Метод структурных параметров
Обобщение метода структурных параметров
Синтез ХТС при условии целочисленности структурных параметров
Синтез ХТС при наличии фазовых ограничений
Синтез схем при наличии постоянных составляющих критериев
Синтез схем при условии несмешиваемости групп потоков
Синтез теплообменных систем
Синтез систем теплообмена на основе задачи о назначении
Метод структурных параметров
Синтез теплообменной системы как части химико-технологической схемы произвольной структуры
Синтез многослойного адиабатического реактора
Литература
Приложения
Многокритериальная оптимизация
Кубическая интерполяция
Синтез систем ректификации с рекуперацией тепла.
