[发明专利]一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法

权利要求书

1.一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设定初始化系统的设计参数；

S2：根据设计参数采用中心组和设计方法，确定n_s组采样点作为系统变量；

所述S2具体包括以下步骤：

S21：初始状态下，以初始点Z₀作为采样中心Z；

S22：之后的迭代状态下，采样中心Z采用比较两次系统优化结果中的最优解；

所述S22中采样中心Z的选取为：

式中Z_n*表示第n次迭代系统级的最优解，Z_n+1*表示第n+1次迭代系统级的最优解，f_n*表示第n次迭代系统级的最优值，f_n+1*表示第n+1次迭代系统级的最优值；

S23：根据采样个数n_s与采样半径p，采用中心组和设计方法，确定n_s组采样点作为系统变量；

S3：将n_s组系统变量分别传递给各学科级，学科级在满足自身约束条件下进行优化求解；

S4：各学科级将满足约束条件下的n_s个最优目标值返回至系统级近似拟合得到该学科在系统级的一致性约束；

S5：系统级在拟合的一致性条件下进行优化，输出全局最优解的位置，作为优化问题的解；

其中，环保岛系统由一个系统级和三个子学科级构成，系统级为脱硝、脱硫、除尘三部分运行成本之和最小，喷氨量、电场电压、石膏浆pH值与循环泵台数约束形成了三个子学科级的优化问题；

设计参数包括设计变量的初始点Z₀、系统变量的样本点个数n_s、系统变量的样本点采样半径p和径向基函数系数c。

2.根据权利要求1所述的一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，其特征在于，所述基函数系数c为0-10之间的正实数；样本点个数n_s取为：

其中，n_v表示变量个数。

3.根据权利要求1所述的一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，其特征在于，所述S4具体包括以下步骤：

S41：各学科级将满足约束条件下的n_s个最优目标值返回至系统级；

S42：根据这n_s组系统变量和各学科级的n_s个最优目标值进行近似拟合采用基于径向基函数的代理模型得到该学科在系统级的一致性约束。

4.根据权利要求3所述的一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，其特征在于，所述S42中的径向基函数：

径向基的基本形式为：

其中，x_i对应系统变量，x为径向基函数的未知量；

其中权向系数且β_r应满足插值条件

(f_r)_i＝y_ii＝1,2,…,n_s

式中y_i为精确值，(f_r)_i为预测值，n_s为样本点数量；

A_rβ_r＝y

β_r＝A_r^-1y

式中，φ是径向基函数，常用的径向基函数包括三次函数、高斯函数、逆多二次函数以及多二次函数，其中，多二次函数的数学形式为：

φ(r,c)＝(r²+c²)^1/2

式中r为预测点与任意样本点之间的欧式距离，c为正实数。

5.根据权利要求1所述的一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，其特征在于，所述S5 具体包括以下步骤：

S51：系统级在拟合的一致性条件下进行优化；

S52：判断优化结果是否收敛，若是，则输出全局最优解的位置，作为优化问题的解；若否，则返回S2。