[发明专利]基于高维多目标进化算法的智能污水处理过程优化方法

权利要求书

1.一种基于高维多目标进化算法的智能污水处理过程优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：输入目标函数，，最大迭代次数G和种群数量q，其中分别为耗氧速率、氧转移效率和能耗，,和分别表示鼓风机鼓风量、阀门流量和加药量；

步骤2：初始化种群，在搜索空间范围内生成包含多个解的解集S₀, 迭代次数，,和分别表示鼓风机鼓风量、阀门流量和加药量；

步骤3：当迭代次数＜G时，使用交叉变异操作生成新的解集S’；

步骤4：将步骤2得到的解集S₀和步骤3得到的解集S’进行合并，得到待选种群S_G，在所述待选种群S_G中选择最优非支配解，得到新的种群S_G+1，并使用动态参考线改进后的RVEA进化算法对待选种群S_G中剩余的解进行寻优，得到新的种群S_G+1’；

步骤5：将种群S_G+1中的最优非支配解和种群S_G+1’中的优选解进行合并，不断迭代循环，当达到最大迭代次数G时，获得一组候选可行解的集合S_x，从所述集合S_x中选择控制参数向量在污水处理过程中进行实际控制，其中，分别表示优化后得到的鼓风机鼓风量、阀门流量和加药量。

2.根据权利要求1所述的基于高维多目标进化算法的智能污水处理过程优化方法，其特征在于，在步骤2中，初始化种群的方法包括：

使用随机函数随机产生N个数组成初始种群。

3.根据权利要求1所述的基于高维多目标进化算法的智能污水处理过程优化方法，其特征在于，在步骤3中，使用交叉变异操作生成新的解集S’的方法包括：

交叉操作：首先随机生成一组0到1之间的随机数，通过公式（1）计算出；从解集S₀中随机选择两个解，将第一个解的部分和第二个解的部分进行交叉，该交叉过程通过如下公式（2）和（3）模拟：

（1），

（2），

（3），

其中，表示第k个解，表示第u个解，表示由式（1）计算得到的一个随机的交叉概率，表示由第k个解交叉出的新解，表示由第u个解交叉出的新解，表示种群数量，表示迭代次数；

变异操作：随机选取一个变异率将一个解加上一个偏移值模拟变异实现，其中偏移值通过如下公式（4）生成：

（4），

其中，为随机生成的0到1之间的随机数。

4.根据权利要求1所述的基于高维多目标进化算法的智能污水处理过程优化方法，其特征在于，在步骤4中，在所述待选种群S_G中选择最优非支配解的方法包括：

使用所述待选种群S_G中的所有解对应地控制实际的鼓风机鼓风量、阀门流量和加药量，通过传感器读取耗氧速率、氧转移效率和能耗，将满足条件的解挑选出来构成新的种群S_G+1，其中条件为耗氧速率、氧转移效率和能耗均小于设定的阈值。