过程综合的混合整数非线性规划嵌套式求解方法的开题报告_第1页
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文档简介

过程综合的混合整数非线性规划嵌套式求解方法的开题报告一、研究背景及意义混合整数非线性规划(MINLP)是近年来发展起来的一个重要的数学规划分支，它兼有整数优化和非线性优化的特点，涉及到离散优化和连续优化的结合，具有广泛的应用前景。MINLP问题的应用涉及到自然科学、工程技术、经济与管理等各个领域，例如流程优化、供应链管理、网络设计、分子设计等。然而，MINLP问题由于参数不确定和复杂度高等因素，难以通过传统的解法进行求解。针对MINLP问题先前研究中，通常采用的方法是线性化等近似处理来求得最优解或有效解，但这样会导致求出的解与实际问题解有差别。近来，随着计算机技术的发展，MINLP问题的研究也取得了较大的进展，出现了多种各具特点的求解方法，包括分枝定界法、分支定价法、集合划分算法、遗传算法、模拟退火算法等。但这些方法仍存在改进空间，特别是随着应用场景的复杂化，这些方法的求解效果会降低。因此，本研究将探讨一种新的求解方法——基于过程综合的嵌套式求解方法，以此提高MINLP问题的求解质量和效率，并为实际问题解提供更加准确的参考，为实际应用提供更加可靠的支持。二、研究内容和方法本研究旨在建立一种基于过程综合的混合整数非线性规划嵌套式求解方法，主要研究内容包括：（1）混合整数非线性规划嵌套式求解框架设计。根据问题的具体特点，设计MINLP问题的嵌套式求解框架，包括问题建模、预处理、初始解产生、搜索策略、约束处理等。（2）混合整数非线性规划过程综合模型构建。通过分析MINLP问题的特点，构建过程综合模型，将计算过程与变量、参数、约束等元素相联系，通过对过程综合模型进行优化和求解，能够更好地解决复杂问题。（3）混合整数非线性规划求解算法的实现。根据嵌套式求解框架和过程综合模型，设计算法实现过程，包括搜索策略的选择、剪枝策略、优化算法等方面的问题，以及多种算法的组合与并行化实现。（4）混合整数非线性规划算法求解性能测试。设计多个实际的MINLP问题，并通过已有的求解算法进行对比测试，验证所提出的算法的实际性能和求解质量。三、预期研究结果及创新点（1）建立了一种基于过程综合的混合整数非线性规划嵌套式求解方法，在具有一定压力的复杂问题上有较好的求解表现和通用性。（2）设计出相应的求解算法，并实现了对应的算法实现过程，可用于最优化求解算法的研究和应用。（3）在实际MINLP问题的求解过程中，相对于传统算法，本研究提出的算法有更好的求解性能，准确度，同时也扩展了MINLP问题的求解范围。（4）强调了过程综合模型在求解过程中的作用，为问题理论建模提供了有效思路，具有一定的理论贡献。四、研究进度安排计划在未来三年内完成该研究项目，按照年度进度安排如下：第一年：开展混合整数非线性规划嵌套式求解框架设计研究和混合整数非线性规划过程综合模型构建研究。第二年：实现混合整数非线性规划算法求解实验，并通过实验测试，对算法进

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