化工程工艺分析及建模引言反渗透海水淡化系统工艺分析海水取水系统预处理系统反渗透系统后处理系统万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文反渗透海水淡化系统建模优化模型目标函数优化模型约束条件优化模型目标函数简化优化模型约束处理本的生物学基础。在对各类问题的表达上，其具有良好的并行实现作用。不因此，被广泛应用于各个领域，在求解极值问题上，它被公认为是种智能的算法。上世纪九十年代，和为求解切比雪夫多项式提出差分进化算法,之后，差分进化算法因其自身具有的易用性稳健性和全局搜索能力等特点，得到了学术界的广泛关注，经过多年的发展，如今在科学和社会等多个领域都有它的应用。随着各类优化算法的提出与改进，极大程度上促进了对反渗透海水淡化系统的优化调度研究。在这些优化的算法中，以遗传算法和差分进化算法为代表，由于它们自身具有良好的算法性能，因此，得到人们的广泛关注，并将它们应用到反渗透海水淡化系统的优化调度中。遗传算法作为种由自然遗传学和计算机科学相互结合而产生的种新型的计算方法，它对所求问题没有过多的要求，因此，在搜索过,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文目录摘要目录第章绪论引言海水淡化技术概述蒸馏法冷冻法电渗析法反渗透法概述海水淡化系统优化设计的进展热膜万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文,万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文目录摘要目录第章绪论引言海水淡化技术概述蒸馏法冷冻法电渗析法反渗透法概述海水淡化系统优化设计的进展热膜耦合海水淡化系统优化设计现状多级闪蒸海水淡化系统优化设计现状反渗透海水淡化系统优化设计现状反渗透海水淡化系统优化调度研究进展优化求解方法概述分支定界法构造型算法线性规划法智能算法本文研究的意义和内容第章智能求解方法在优化调度中的应用概述遗传算法基本遗传算法在优化调度中的应用改进遗传算法在优化调度中的应用差分进化算法基本差分算法在优化调度中的应用改进差分算法在优化调度中的应用本章小结第章反渗透海水淡化工程工艺分析及建模引言反渗透海水淡化系统工艺分析海水取水系统预处理系统反渗透系统后处理系统万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文反渗透海水淡化系统建模优化模型目标函数优化模型约束条件优化模型目标函数简化优化模型约束处理本的生物学基础。在对各类问题的表达上，其具有良好的并行实现作用。不因此，被广泛应用于各个领域，在求解极值问题上，它被公认为是种智能的算法。上世纪九十年代，和为求解切比雪夫多项式提出差分进化算法,之后，差分进化算法因其自身具有的易用性稳健性和全局搜索能力等特点，得到了学术界的广泛关注，经过多年的发展，如今在科学和社会等多个领域都有它的应用。随着各类优化算法的提出与改进，极大程度上促进了对反渗透海水淡化系统的优化调度研究。在这些优化的算法中，以遗传算法和差分进化算法为代表，由于它们自身具有良好的算法性能，因此，得到人们的广泛关注，并将它们应用到反渗透海水淡化系统的优化调度中。遗传算法作为种由自然遗传学和计算机科学相互结合而产生的种新型的计算方法，它对所求问题没有过多的要求，因此，在搜索过程中不需要考虑问题的内在性质，无论是线性的还是非线性的，离散的海水连续的都可以处理。首先，利用个体的适应度，从初始种群中选择优胜的个体，淘汰劣质个体，保证算法可以寻找到全局最优解的概率然后从选择的种群中选择两个个体，然后将交叉因子作用于选择后的个体，交换两个个体的部分基因，从而组合成新的个体最后对交叉后得到的个体的些基因位进行转向，即，原来该基因位为则变异后变为相反变为。利用求解各类问题时，首先考虑的是将问题中的数转化为编码的形式。目前，常见的编码方法有二进制编码二进制编码类似于计算机中的二进制数，由于它的编解码易操作特性，特别适合交叉和变异操作。但是，当所求问题变量较多较大时，将会导致个体的长度增加计算量的加大，降低了计算速度，占用更多的计算机内存，严重影响算法的性能。格雷编码万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文格雷编码是针对二进制编码中的缺陷产生的，利用格雷码不仅可以克服二进制编码在连续函数离散化的缺点，还可以提高局部寻优能力。在中，选择操作是根据适应度的大小，来评估个体的优劣，从而实现优胜劣汰，保证较好的个体可以进入到后面的遗传操作。因此，适应度在过程起着十分重要的作用。这也引起了学者的广泛关注和研究。汪献忠针对负责函数的优化问题，提出了种改进的适应度函数的设计方法，并将这种适应度函数参数与遗传算法对函数进行了测试，仿真结果表明这种改进的适应度函数在进化的初期能提高算法的额优惠性能。金芬等提出了种基于指数变换指数系数可随进化代数动态调整的非线性适应度函数。通过两个典型的函数进行了验证，计算结构表明提出的适应度函数能极大地提高算法的优化精度收敛速度和收敛概率。陈小平等通过对遗传算法中的适应度函数进行了有效的改进。通过两个测试函数和数字滤波器设计的实验对这种改进的方法进行了求证，求证结果表明，这种方法对于提供算法的性能具有定作用。遗传算法的基本流程如图所示。图遗传算法的基本流程图基于遗传算法的适应性强易操作以及擅长搜索全局最优解等特点，它在反渗透海水淡化系统优化调度中也得到了定的应用。利用遗传算法对反渗透海水淡化系统进行优化调度操作，相比人工调度可有效的降低反渗透海水淡化系统的制水成本。而且，随着国内外研究者们的不到那探索和努力，对基本的遗传算法持续改进，使得遗传算法的性能得到了很大程随机产生初始种群是否满足收敛准则输出最优结果执行选择算子执行交叉算子执行变异算子万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文度的提高，这对于它在反渗透海水淡化系统优化调度中的应用起到了极大帮助，进而对海水淡化的发展起到积极作用。基本遗传算法在优化调度中的应用供水系统调度中非线性的费用目标函数，李梅等基于实际数据的基础上，运用遗传算法对供水系统进行了优化调度研究。研究结果发现，将遗传算法用于供水系统的优化调度是合理可行的，虽然，在优化调度过程中，基本的遗传算法出现了早熟现象，但这理论研究为后期将遗传算法应用于反渗透海水淡化系统的优化调度奠定了理论基础。田梅等在李梅的基础上，针对系统中不同部分提出了种基于连续和混合的编码机制，解决了连续变量与离散变量不统，而且采用了外罚函数法有效的处理了约束问题。最后的结果表明，基于以上处理的遗传算法在对供水系统优化调度时是比较令人满意的。反渗透海水淡化系统是个较为大型的系统，在这样大型的系统中容易出现各种突发故障，针对故障现场操作人员要对故障及时的排除，否则会对海水淡化系统造成不可预计的后果。因此，人们对反渗透海水淡化系统中的故障研究较为重视。希望通过研究可以找到有效降低故障发生的方法。为此，研究学者们花了很大的时间进行各种尝试。其中方玄等就提出利用遗传算法对反渗透海水淡化系统中的蒸发部分进行了故障诊断的研究。在对具体海水淡化厂的机组设备进行建模，然后利用遗传算法对模型进行求解，求解过程采用最小二乘法来减少操作量，提高效率。研究的结果表明，方玄提出的方法可以对海水淡化系统中的故障明显显示。改进遗传算法在优化调度中的应用策略的研究策略的改进主要是对基本遗传算法进行些变化操作，使其能够解决基本遗传求解优化调度问题中所暴露的些不足。陈立华等提出了种基于粗粒度的并行遗传算法，并在并行算法研究的基础上，首先研究了等提出的单向环迁移拓扑策略，然后提出了基于解的调节策略，在保持种群多样性和提高寻优速度上达到个平衡。在实际的优化调度过程中，证明了改进的遗传算法可以有效的避免遗传算法早熟现象，同时对于提高搜索全局最优解有明细效果。张俊等基于生物免疫学原理，利用病毒感染的特性原理，提出了种病毒侵入的遗传算法，根据定的标准和规范，让病毒个体对初始种群中的个体进行入侵，通过这种方式改善了种群的多样性，同时对于增加全局搜索能力有较大帮助。李维乾等通过自然界中蜜蜂进化思想对基本遗传算法进行了改进。利用寻找蜂王原理初始化种群，然后再将初始种群和蜂王进行交叉变异操作，得到新的蜂王，新的蜂王进入下代进行操作，如此循环知道循环结束。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文在基本遗传算法求解优化调度系统时，适应度必须为非负，这就限制了遗传的使用范围。杨侃等针对这以问题，提出了种基于三角函数的选择算子法，解决了基本遗传算法中适应度非负的问题。自适应因子的研究所谓自适应因子，就是让遗传算法的操作因子根据具体情况自动发生变化，从而避免些不良情况的发生。常见的自适应方式有自适应交叉因子和自适应变异因子。王少波等设计了种交叉因子和变异因子自动调整的改进遗传算法，这种改进对于反渗透海水淡化系统的优化调度起到了很好的作用。相比基本的遗传算法，自适应遗传算法被证明不仅可以提高算法的收敛速度，还可以保证种群的多样性不会降低，其稳定性也较好。混合算法的研究在求解类似反渗透海水淡化系统这样的非线性约束优化问题时，混合型的算法是种常见的方式。