燃煤锅炉燃烧优化的多目标DNA遗传算法研究

燃煤锅炉是燃煤发电企业最重要的设备之一，它的燃烧优化对于我国电力行业具有重要意义。通过燃烧优化技术提高燃煤锅炉燃烧效率，可以降低煤耗率，从而降低生产成本，提升发电企业竞争力。同时，通过燃烧优化技术可以降低NOx排放量，保护环境。因此，燃煤锅炉燃烧优化控制的研究，可以有效提高电力企业的经济效益和运行水平，减少污染物排放。解决燃煤锅炉燃烧优化问题关键在于所建燃烧过程模型的准确性，而由于燃烧过程的复杂性，难以根据燃烧过程的物理化学机理，建立准确的过程数学模型。本项目采用人工神经网络来建立燃煤锅炉燃烧过程模型。由于建立的神经网络模型中含有大量的未知参数，如网络模型结构和网络参数等，因此，燃煤锅炉的燃烧优化过程建模问题可以认为是一个多目标非线性复杂优化问题，具有大量局部最优解，因此可以采用多目标优化方法来解决。DNA遗传算法是一种将生物DNA分子的生物特性及相应的分子操作引入遗传算法中，建立新的个体编码方式，并在此基础上开发新的操作算子，与传统遗传算法相比，具有更好的全局搜索能力。 本项目在三年的研究过程中，致力于多目标DNA遗传算法的研究，主要包括以下内容：一、个体编码方式。该部分研究内容主要包括普通优化问题的个体编码方式及基于网络模型的个体编码方式这两部分的研究内容。二、操作算子。该部分研究内容主要包括交叉算子、变异算子、普通选择算子和适用于多目标问题的选择算子。三、仿真测试。该部分研究内容主要包括选择具有代表性的测试函数，对提出的各种算子的性能进行测试，并做出相应的改进。四、基于神经网络的建模。该部分研究内容为将多目标DNA遗传算法与人工神经网络结合，建立各种复杂过程的人工神经网络模型，并对所建立的网络模型进行测试比较。五、基于神经网络模型的预测控制优化 该部分研究内容为利用基于多目标DNA遗传算法的人工神经网络对复杂过程建模，并在所建模型的基础上，利用预测控制方法，对过程进行控制，达到期望的控制目标。

燃煤锅炉燃烧优化技术是提高锅炉燃烧效率、降低NOx排放量的有效手段，是一种多目标非线性复杂优化问题。目前研究学者常采用遗传算法求解此类燃烧优化问题。但遗传算法易陷入局部最优解，导致所建模型精度降低，影响燃烧优化效果。与遗传算法相比，DNA遗传算法可以显著提高算法搜索成功率和搜索精度。但是现有的DNA遗传算法针对多目标处理机制的研究成果较少，处理多目标问题时存在局限性。为了提高燃煤锅炉系统模型的准确性，达到锅炉燃烧效率和NOx排放量的优化目标，本项目针对DNA遗传算法的编码方法、遗传算子、多目标处理机制进行研究，提出多目标DNA遗传算法，借助算法的全局搜索性能和有效的多目标处理机制，与建模工具结合建立燃煤锅炉系统非线性混合模型，并基于所建模型，利用多目标DNA遗传算法对锅炉的运行参数进行优化。通过本项目的研究，可以有效提高电力企业的经济效益和运行水平，减少污染物排放，具有理论意义和应用价值。

第一篇 基础篇

第1章 基本遗传算法

1．1 遗传算法的产生与发展

1．2 遗传算法的数学基础理论

1．3 基本遗传算法的构成要素

1．4 基本遗传算法的遗传算子

1．5 基本遗传算法的实现过程

1．6 遗传算法的特点与优点

参考文献

第2章 多目标优化遗传算法

2．1 多目标优化问题的定义和数学模型

2．2 传统多目标优化方法

2．3 多目标优化遗传算法的基本框架

2．4 典型多目标优化遗传算法

2．5 多目标优化遗传算法中有待解决的问题

2．6 有关多目标优化遗传算法的几点讨论

参考文献

第3章 小生境遗传算法

3．1 基本小生境遗传算法

3．2 克服“早熟”的改进小生境遗传算法

参考文献

第二篇 进阶篇

第4章 遗传算法的收敛效率分析

4．1 引言

4．2 GA的收敛效率指标

4．3 基于模式的GA收敛效率分析

4．4 GA的全局收敛性

4．5 遗传算法控制参数优化策略

4．6 GA早熟问题的定量分析及其预防策略

参考文献

第5章 新型高效率遗传算法设计

5．1 引言

5．2 高效率遗传算子设计

5．3 提高非线性优化全局收敛性的新型GA

5．4 求解非线性混合整数规划的新型GA

5．5 求解多目标规划的新型GA

5．6 高效率混合GA

5．7 进化算法中的约束处理技术

参考文献

第三篇 应用篇

第6章 遗传算法在调度问题中的应用

第7章 遗传算法在排序问题中的应用

第8章 遗传算法在选址问题中的应用

第9章 遗传算法在指派问题中的应用

第10章 遗传算法在路径规划中的应用

第11章 遗传算法在结构优化中的应用

第12章 遗传算法在自动控制中的应用

第13章 遗传算法在电力系统优化中的应用

参考文献

探针是电测试的接触媒介，为高端精密型电子五金元器件。

中文名

探针

外文名

test probe

类别

电子五金元器件

含义

电测试的接触媒介

探针介绍

是一小段单链DNA或者RNA片段（大约是20到500bp），用于检测与其互补的核酸序列。双链DNA加热变性成为单链，随后用放射性同位素（通常用磷-32）、荧光染料或者酶（如辣根过氧化物酶）标记成为探针。磷-32通常被掺入组成DNA的四种核苷酸之一的磷酸基团中，而荧光染料和酶与核酸序列以共价键相连。

当将探针与样品杂交时，探针和与其互补的核酸（DNA或RNA）序列通过氢键紧密相连，随后，未被杂交的多余探针被洗去。最后，根据探针的标记物种类，可进行放射自显影、荧光发光、酶联化学发光等方法来判断样品中是否，或者何位置含有被测序列（即与探针互补的序列）。

吴学文编著的《考虑生态的多目标水电站水库混沌优化调度研究》系统探讨了考虑生态的多目标水电站水库优化调度的理论、方法及其应用问题。主要内容包括：绪论、水电站入库径流混沌预测、考虑生态的多目标水电站水库优化调度模型构建、水电站水库优化调度混沌遗传算法设计、水电站水库优化调度自动化监控系统开发、万家寨水电站水库优化调度实例研究、总结与展望等。

《考虑生态的多目标水电站水库混沌优化调度研究》可作为水利水电工程技术人员、经济管理人员及广大水利工作者的参考书，也可作为高等院校水利类相关专业研究生的教学参考书。