[发明专利]一种自动整定Aspen Plus内置求解器的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工过程的流程模拟和优化技术领域，尤其涉及一种自动整定Aspen Plus内置求解器的实现方法。

背景技术

流程模拟和优化技术是流程企业进行工艺设计、操作改进的重要技术手段，通过节省能源、降低原料以及减少污染排放来达到提高生产效率和经济效益的目的。

Aspen Plus是举世公认的标准大型流程模拟软件，在全球各大化工、石化、炼油等过程行业得到了广泛的应用。其内置的用于求解模拟和优化问题的优秀求解器有DMO、LSSQP等。但是，这些求解器在求解各种各样的模拟和优化问题时并不总是具有令人满意的求解性能包括求解能力和求解效率。

模拟和优化求解器的算法设计在理论上已经日臻完善，要从理论取得重大突破比较困难。众所周知，PID的参数设置对于PID控制器的性能有很大的影响。同样，模拟和优化求解器的参数设置对求解器的求解性能也有着至关重要的影响。一组合适的参数设置能够充分发挥求解器的性能，而一组不恰当的参数设置则会使得求解器的性能不尽人意。

对于求解器的参数自动整定方法，目前能够同时处理连续型、离散型以及选项型参数的整定算法有基于性别的遗传参数自动整定算法[Ansotegui C, Sellmann M et al. A gender-based genetic algorithm for the automatic configuration of solvers[C]. In Proceedings of the 15^th International Conference on Principles and Practices of Constraint Programming, Lisbon, Portugal, September 20-24, 2009; Springer: Berlin, 2009, 142-157]以及基于随机采样的参数自动整定算法[Chen W, Shao Z et al. Random Sampling Based Automatic Parameter Tuning for Nonlinear Programming Solvers [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2011, 50 （7）: 3907-3918]。这类算法都是将求解器的参数整定看作是一个黑箱模型。将求解器的参数设置作为输入，求解器的性能指标（比如，算法的迭代次数、求解时间等等）为输出。

Aspen Plus中的内置求解器（如DMO、LSSQP等）出于商业上的考虑，没有提供对外接口让用户来获得其迭代次数、求解时间、最优目标函数值以及最优点等信息，这给参数整定带来了一定的困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种自动整定Aspen Plus内置求解器的实现方法，本发明能够提高求解器的求解性能，从而可以更好地求解大规模复杂流程模拟和优化问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种自动整定Aspen Plus内置求解器的实现方法（模拟求解器和优化求解器的实现类似，以下针对优化求解器进行阐述），包括如下步骤：

第一步：实现基于IGetOptionList接口的中间件，该中间件的功能为通过开放式求解器接口集（Aspen Open Solvers，AOS）获取内置求解器的参数列表，为参数自动整定算法提高待整定的参数。

第二步：实现基于IEvaluation接口的中间件，该中间件有三个功能。第一个，通过IEvaluation接口接收参数自动整定算法传进来的参数设置并将其写入到磁盘文件（Parameters.opt）中；第二个，通过IHapp接口来操纵Aspen Plus COM对象；第三个，从磁盘文件（Results.sol）中读取优化求解器的性能指标，并通过IEvaluation接口传送给参数自动整定算法；