基于非线性规划和混合求导的动态过程系统优化方法

摘要

针对过程系统中微分-代数方程形式的动态优化问题，本文提出了基于有限元多项式配置、简约空间SQP算法和混合自动微分技术相结合的非线性动态过程系统优化方法。该方法采用动态过程联立求解策略，通过有限元多项式配置方法将微分-代数模型方程和优化问题完全离散化处理。离散化后的模型具有等式约束较多，变量自由度相对比较低、结构稀疏的特点。因此本文采用简约空间SQP算法对此进行求解，使得过程优化和DAEs方程求解同时进行。而优化求解过程中，为提高求导精度和速度，导数信息采用符号与数值自动微分相结合的技术求取。几个动态优化 benchmark算例的计算结果表明了本文方法的有效性。