带钢层流冷却系统多目标优化策略的研究

孙铁军^1,2,3，杨卫东^1,2，程艳明³，段凤云⁴，弭洪涛³

1. 北京科技大学自动化学院2. 北京科技大学钢铁流程先进控制教育部重点实验室3. 北华大学电气信息工程学院4. 北华大学信息技术与传媒学院

摘 要：针对层流冷却系统粗调区多目标优化问题,对Pareto前沿面进行了理论分析和证明,提出了基于模式提取优化的多目标遗传算法,用来搜索粗调区集管的最佳开闭模式集。该算法挖掘Pareto前沿面交集中的较优模式并建立模式库,将其中符合模式定理的模式进行耦合传承,以消除种群进化的随机漫游性;模式库的淘汰机制和基于集管开闭模式的拥挤距离策略,维持了种群解的多样性,有利于在更广的空间去搜索更优的集管开闭模式;模式的随机抽取为Pareto前沿面在空间的均匀分布奠定了基础;模式库的记忆、固化功能是驱动算法收敛于真实的Pareto最优解集的强力引擎。最后使用微软基类库编写了仿真程序,给出了该多目标优化控制策略明显优于常规的层流冷却喷水模式的实验结果。

关键词：Pareto前沿面;模式库;遗传算法;层流冷却;