[发明专利]基于改进差分进化算法的炼焦配煤比优化方法

权利要求书

1.基于改进差分进化算法的炼焦配煤比优化方法，其特征在于按照如下的步骤进行：

步骤一、建立以配煤成本和配煤的质量指标为约束条件，建立配煤成本为目标函数的配煤比优化模型：

配煤成本

配煤中可用的单种配煤的配比之和为100％，

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i=1---\left(2\right)$

n为自然数表示第n种配煤，c_i表示第i种配煤成本价，x_i表示第i种配煤质量配比，i为自然数；

步骤二、配煤的质量指标包括抗碎强度M、耐磨强度N、反应性指数CRI、反应后强度CSR，每种指标都有上限和下限，包括抗碎强度上限M¹、抗碎强度下限M²、耐磨强度上限N¹、耐磨强度下限N²、反应性指数上限CRI¹、反应性指数下限CRI²、反应后强度上限CSR¹、反应后强度下限CSR²，建立焦煤的质量指标为目标函数的配煤比优化模型：

$M^2\≤g_1\left(x\right)=71.5+0.142\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,VADF}+0.166\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,Y}+0.140\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,G}\≤M^1---\left(3\right)$

$N^2\≤g_2\left(x\right)=13.7-0.058\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,VADF}-0.117\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,Y}-0.0613\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,G}\≤N^1---\left(4\right)$

${\mathrm{CRI}}^2\≤g_3\left(x\right)=-16.2+2.58\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,AD}-0.295\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,G}+1.47\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,VADF}\≤{\mathrm{CRI}}^1---\left(5\right)$

${\mathrm{CSR}}^2\≤g_4\left(x\right)=92.2-1.39\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,AD}+0.564\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,G}-1.56\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{a}_{i,VADF}\≤{\mathrm{CSR}}^1---\left(6\right)$

其中：x_i表示第i种配煤质量配比，i为自然数，a_i,VADF表示第i种配煤所含挥发份，a_i,Y表示第i种配煤煤胶质层厚度，a_i,G表示第i种配煤粘结指数，a_i,AD表示第i种配煤灰分；

步骤三、将公式(3)、(4)、(5)、(6)标准化处理为g_i′(x)≤0的形式后，构造如下约束违反度函数：

$f_2\left(x\right)=max\{0,1\}+\underset{i=1}{\overset{8}{\Σ}}max\{0,g_i^{\′}\left(x\right)\};---\left(7\right)$

步骤四、构造新的配煤比优化目标函数：

将以表达式(1)为目标函数、以表达式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)(7)作为约束条件的单目标配煤比约束优化问题转化为双目标无约束优化问题，变换后的优化函数描述如下：

$f\left(x\right)={\mathrm{\ω}}_1\frac{f_1\left(x\right)}{1+f_1\left(x\right)}+{\mathrm{\ω}}_2\frac{f_2\left(x\right)}{1+f_2\left(x\right)}$

式中，f₁(x)是配煤成本，f₂(x)是约束违反度函数，ω₁＝0.26,ω₂＝0.74分别表示目标f₁(x)，f₂(x)的权重；

步骤五、采用差分进化算法与配煤专家经验相结合的方法对目标函数f(x)的最小值进行迭代求解。