炼油厂混合整数二次规划调度模型的算法研究

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二次规划问题,作为运筹学中一种特殊类型的最优化问题,在最优化理论中有着十分重要的研究意义。二次规划问题在现实生活中有着广泛的应用背景,如经济、金融、图象处理、化工、工程控制、分子生物学、环境工程学等领域。二次规划无论是在局部优化问题还是在全局优化问题的研究中,始终是研究的重要课题之一。炼油厂混合整数二次规划调度模型是一类大规模的优化问题,其求解算法的研究具有理论意义和实用价值。本文从炼油行业动态规划过程入手,对其中的一类炼油厂动态调度模型进行分析,并根据分析结果对二次规划的一个分支——半正定二次规划问题进行讨论与研究。一个规划问题可以转化成等价的凸规划问题,而且只需使用一种求解局部极小值的方法就可得到整个问题的全局最优解。所以,本文将沿着这个方向,提出一种基于改进的内点法和分支定界算法的混合算法。首先,将对数罚函数法和拟Newton算法有效结合,将约束问题转化为无约束问题,采用Wolf-Powell线搜索确定步长,避免了搜索步长过小的问题。之后,对算法的收敛性进行分析,通过设定合理的停止准则,使算法经过有限步的迭代后终止。使用改进的牛顿内点法对松弛问题进行求解后,针对原函数特点,本文制定了特殊的分支策略,使改进的分支定界法能够有效率地获取满足整数约束条件的可行解,根据凸规划自身的特性,即可得到原问题的最优解。最后,利用本文设计的混合优化算法对实际生产中的炼油厂混合整数二次规划动态调度模型进行求解。与现有的同类算法比较表明了本文所提算法的有效性。
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