泵与空压机的最优化理论和计算方法

为实现系统最优化提供了理论基础和科学方法。为此，先 介绍几个有关优化理论的基本概念。

1.最优化的合义

在一定的环境、技术条件和其它约束条件下,如何使生产过程的效益最好，如能耗最 少、成本最低、可靠性最高、性能最好、重量最轻、风险最小及期望寿命最长等。

这种寻求最优效果的过程就是优化。

因此，广义地说，“最优化”的含义是从可利用的诸方案中， 选择最好的方案。

实际上，“可利用”一词本身就包含着在选择过程中要受到某种约束(或 限制)。最优化可分为静态优化和动态优化两类。

静态优化是指生产过程中“时间过程”不 明显或没有“时间因素”的最优化; 动态优化则是指在时间过程中的过程最优化。这里只 讨论静态优化问题。

2.系统

相互关联、相互依赖、相互制约、又相互作用的事物和过程组成的具有特定功能和行 为的整体称为系统。

最优化的第一步就是要确定系统或者说确定研究范围。这个系统确定 得正确与否是非常关键的，确定得正确会得出正确的结论; 否则会得出不正确的甚至是错 误的结论。

3.最优化的数学模型

描述系统的构成、行为和物理状态的一组方程式称为数学模型。

为了提高现有系统的性能，即选择最佳的运行方式，或者确定待定系统的最优设计参数，从而得到一个最优的设计方案所凭借的数学模型就称为最优化的数学模型。

它包括两部分: 目标函数和约束条 件。一般来说，这样一个数学模型不能用常规的数学求解，而要应用数学规划方法，并借 助于电子计算机求解。

4.目标函数

技术管理上总希望用一数学式定量地评价生产过程的优劣,这种数学式称为目标函数。 它是物理过程(生产过程) 结果的数学表示式。

拟定目标函数和寻求它的最大或最小值是最优化问题的核心。

5.约束条件

目标函数中诸变量的变化并不是任意的，需要加以限制或规定这些量之间的关系，这 就是约束条件。在一定意义上，可以认为它是生产过程物理模型的推广。

例如，对于某一系统，在满足的约束条件下,其中，R*表示只涉及实数运算的线性空间。

生产过程的优化，就是要在确定系统的基础上，建立起数学模型.进而求解，得到一 个最优方案。本节就是以优化理论为基础，分析确定裂与空压机的最优运行方式。