基于遗传算法的计量泵投料系统优化

第32卷第3期2015年3月机电工程JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringVo1．32No．3Mar．2015DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2015．03．009●基于遗传算法的计量泵投料系统优化丁言丰，余世明(浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310023)水摘要：针对计量泵投料系统的多泵协同工作问题，提出了带精英选择和个体迁移的多目标遗传算法的优化调度方法。对每一台泵的工作状态和流量进行了合理地调度，使系统整体运行达到最优。在系统运行过程中，将实际流量与目标流量之差的平方最小作为系统的第一目标，将系统的总功耗最小作为第二目标，建立了投料系统优化问题的数学模型。利用Matlab平台编写优化调度算法，进行了算法有效性和可行性的分析。最后结合实际系统，将算法用Java语言实现，并嵌入到实际系统中。Matlab仿真实验结果表明，遗传算法经过l5～2O代的迭代运算之后，就可以对目标流量为800L／H进行合理地流量优化分配，还能有效地降低系统的总功耗，满足实验的设计需求。实际系统的运行结果表明，该优化调度算法执行效率高，优化效果明显。关键词：计量泵投料系统；优化调度；多目标；遗传算法中图分类号：TH38；TH39；TP312文献标志码：A文章编号：1001—4551(20l5)03—0343—06OptimalofmeteringpumpfeedingsystembasedongeneticalgorithmDINGYan-feng．YUShi—ming(CollegeofInformationandEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310023，China)Abstract：Aimingattheproblemthatthemuhi—pumpsynergyworkofmeteringpumpfeedingsystem，anoptimizedschedulingwithelitistse—lectionandindividualmigrationofmulti—objectivegeneticalgorithmwasputforward．Theworkstateandflowofeachpumpwerescheduledreasonablytomakethewholesystemoperatingoptima1．Thesquaredminimumofdifferencebetweentheactualandthetargetedflowwasre—gardedasthefirsttarget，andtheminimumtotalsystempowerconsumptionwasregardedasthesecondinoperation．Themathematicalmodeloffeedingsystemoptimizationwasestablished．Firstly，theoptimizedschedulingalgorithmswaswrittenusingMatlabplatformtoana1)zetheefectivenessandfeasibilityofthealgorithm．TheMatlabsimulationresultsindicatethatthegeneticalgorithmafter15～20generationsitera-tion，youCantargettheflowof800L／Hreasonableflowoptimizationallocation，butalsoeffectivelyreducethetotalpowerconsumptionofthesystemtomeettheneedsoftheexperimentaldesign．Finally，combinedwithrealsystem，thealgorithmwasimplementedinJavalanguageandembeddedintotherealsystem．Theoperationofrealsystemindicatethattheoptimalschedulingalgorithmimplementationofhigheficiency，optimizetheeffectisobvious．Keywords：meteringpumpfeedingsystem；optimalscheduling；multi-objective；geneticalgorithm0引言计量泵投料系统在石油产品的加工、化工原料配料混合和各种药物的配料生产中得到了广泛的应用。有些化工生产时