化工過程優(yōu)化

目錄 第一部分問題的建立
第1章優(yōu)化問題的本質(zhì)和組成2
11概述2
12優(yōu)化的作用2
13優(yōu)化的范圍和層次3
14優(yōu)化應(yīng)用的例子5
15優(yōu)化問題的基本特性8
16求解優(yōu)化問題的一般過程11
17優(yōu)化的障礙16
習(xí)題17
參考文獻(xiàn)23
補(bǔ)充文獻(xiàn)24
第2章優(yōu)化模型的開發(fā)25
21模型的分類27
22建立模型的步驟30
23選擇函數(shù)回歸經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)31
231如何確定模型的形式32
232用最小二乘法擬合模型37
24正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)41
25自由度44
26模型中不等式和等式約束的例子46
習(xí)題48
參考文獻(xiàn)54
補(bǔ)充文獻(xiàn)55
第3章目標(biāo)函數(shù)的建立56
31經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)56
32目標(biāo)函數(shù)中貨幣的時(shí)間價(jià)值61
33收益率的度量標(biāo)準(zhǔn)67
習(xí)題69
參考文獻(xiàn)74
補(bǔ)充文獻(xiàn)74
第二部分最優(yōu)化理論和方法
第4章最優(yōu)化的基本概念76
41函數(shù)的連續(xù)性76
42非線性規(guī)劃（nlp）的問題描述78
43凸性及其應(yīng)用81
44目標(biāo)函數(shù)二次逼近形式的詳解86
45無約束函數(shù)極值的必要和充分條件88
習(xí)題91
參考文獻(xiàn)98
補(bǔ)充文獻(xiàn)98
第5章無約束函數(shù)的最優(yōu)化：一維搜索99
51優(yōu)化單變量函數(shù)的數(shù)值方法100
52掃描和鎖定范圍的過程101
53一維搜索的牛頓法和擬牛頓法101
531牛頓法102
532導(dǎo)數(shù)的有限差分近似值103
533擬牛頓法103
54多項(xiàng)式近似法107
541二次插值法107
542三次插值法109
55如何將一維搜索應(yīng)用于多維問題111
56一維搜索方法的評(píng)價(jià)113
習(xí)題113
參考文獻(xiàn)116
補(bǔ)充文獻(xiàn)116
第6章無約束多參數(shù)的最優(yōu)化118
61只使用函數(shù)值的方法119
611隨機(jī)搜索119
612格點(diǎn)搜索119
613單變量搜索119
614單純形搜索法120
615共軛搜索方向121
616小結(jié)122
62使用一階導(dǎo)數(shù)的方法122
621最速下降法123
622共軛梯度法125
63牛頓法127
631迫使hessian矩陣正定131
632沿搜索方向的運(yùn)動(dòng)132
633終止134
634安全牛頓法134
635導(dǎo)數(shù)值的計(jì)算134
64擬牛頓法134
習(xí)題136
參考文獻(xiàn)142
補(bǔ)充文獻(xiàn)143
第7章線性規(guī)劃（lp）及其應(yīng)用144
71線性問題的幾何學(xué)144
72線性規(guī)劃的基本定義及解146
73單純形算法 151
74阻擋層方法157
75靈敏度分析157
76混合整型線性規(guī)劃158
77lp軟件158
78用excel處理器電子表格公式求解運(yùn)輸問題159
79網(wǎng)絡(luò)流及其分配問題164
習(xí)題165
參考文獻(xiàn)172
補(bǔ)充文獻(xiàn)173
第8章有約束非線性規(guī)劃174
81直接代入法174
82局部極值的一階必要條件175
821只含等式約束的問題178
822只含不等式約束的問題179
823包含等式和不等式約束的問題182
83二次規(guī)劃186
84罰函數(shù)、障礙和增廣拉格朗日方法188
85序貫線性規(guī)劃193
86序貫二次規(guī)劃199
87廣義簡約梯度法202
88nlp方法相關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)209
89商業(yè)化nlp軟件210
891獨(dú)立操作或嵌入式的優(yōu)化器211
892電子表格優(yōu)化器212
893代數(shù)模型化系統(tǒng)213
810nlp軟件的應(yīng)用213
8101導(dǎo)數(shù)的估算：關(guān)鍵和問題213
8102當(dāng)nlp算法不“工作”時(shí)，需要做什么215
習(xí)題216
參考文獻(xiàn)230
補(bǔ)充文獻(xiàn)231
第9章混合整型規(guī)劃232
91問題的建立232
92使用lp松弛的分支界限法234
93用分支界限法求解混合整型線性規(guī)劃(minlp)問題239
94用外推近似法求解混合整型非線性規(guī)劃（minlp）問題245
95最小整型規(guī)劃問題的其他分解方法246
96分離規(guī)劃246
習(xí)題247
參考文獻(xiàn)253
補(bǔ)充文獻(xiàn)253
第10章帶有連續(xù)和離散變量的全局最優(yōu)化問題255
101全局最優(yōu)化方法255
102平滑最優(yōu)化問題256
103分支界限法257
104多起點(diǎn)方法259
105啟發(fā)式搜索方法260
1051啟發(fā)式搜索261
1052禁止搜索262
1053模擬退火法266
1054遺傳及進(jìn)化算法268
1055在高級(jí)excel規(guī)劃求解程序中使用進(jìn)化算法270
1056分散搜索272
106用于全局最優(yōu)化的其他軟件275
參考文獻(xiàn)275
補(bǔ)充文獻(xiàn)276
第三部分優(yōu)化的應(yīng)用
第11章傳熱和能量守恒281
例111廢熱回收的優(yōu)化282
例112管殼式換熱器的設(shè)計(jì)優(yōu)化284
例113多效蒸發(fā)器的優(yōu)化290
例114鍋爐/渦輪發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化294
參考文獻(xiàn)297
補(bǔ)充文獻(xiàn)298
第12章分離過程299
例121傳統(tǒng)板式精餾塔的最優(yōu)設(shè)計(jì)和操作300
例122液液萃取柱中的最優(yōu)化流速304
例123通過非線性回歸擬合汽液平衡數(shù)據(jù)306
例124確定板式塔的最優(yōu)回流比307
參考文獻(xiàn)310
補(bǔ)充文獻(xiàn)311
第13章流體流動(dòng)系統(tǒng)312
例131最優(yōu)管徑312
例132最小壓縮功314
例133固定床過濾器的經(jīng)濟(jì)性操作316
例134氣體輸送網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)設(shè)計(jì)318
參考文獻(xiàn)325
補(bǔ)充文獻(xiàn)325
第14章化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和操作326
例141利用線性規(guī)劃優(yōu)化熱裂解反應(yīng)器328
例142氨反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)331
例143采用序貫二次規(guī)劃法（sqp）求解烷基化過程333
例144預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的折疊336
例145用于薄膜制備的低壓化學(xué)氣相沉淀反應(yīng)器的優(yōu)化339
例146通過混合整型非線性規(guī)劃（minlp）進(jìn)行反應(yīng)的合成344
參考文獻(xiàn)348
補(bǔ)充文獻(xiàn)349
第15章大型工廠設(shè)計(jì)和操作中的最優(yōu)化350
151過程模擬器和最優(yōu)化編碼351
152使用面向方程過程模擬器的最優(yōu)化356
153使用基于模塊模擬器的最優(yōu)化364
1531序貫?zāi)K法366
1532聯(lián)立模塊法368
1533導(dǎo)數(shù)的計(jì)算369
154總結(jié)370
參考文獻(xiàn)370
補(bǔ)充文獻(xiàn)372
第16章過程工業(yè)中的綜合計(jì)劃、進(jìn)度安排和控制373
161工廠優(yōu)化的層次373
162計(jì)劃和進(jìn)度安排375
1621計(jì)劃376
1622進(jìn)度安排379
163工廠范圍內(nèi)的管理與優(yōu)化384
164單元管理與控制386
165過程的檢驗(yàn)與分析391
參考文獻(xiàn)394
補(bǔ)充文獻(xiàn)395 附錄397
附錄a相關(guān)數(shù)學(xué)問題匯總397
a1定義397
a2矩陣的基本運(yùn)算398
a3線性無關(guān)與行運(yùn)算404
a4解線性方程組406
a5特征值和特征向量408
習(xí)題409
參考文獻(xiàn)411
補(bǔ)充文獻(xiàn)411
附錄b成本估算412
b1投資成本412
b2操作成本416
b3考慮通貨膨脹的影響417
b4在經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)中預(yù)測(cè)總收入419
b5項(xiàng)目評(píng)估420
參考文獻(xiàn)429 符號(hào)說明430 索引433