聚丙烯是以丙烯单体为主聚合而成的一种合成树脂,是塑料工业中的重要产品。由于其具有优良的力学性能、耐腐蚀性、耐热性和注塑性能,被广泛应用于轻工、化工、化纤、建材、家电、包装、汽车等各领域,成为国家的核心支柱产业之一。将聚丙烯生产装置从一组生产工艺切换到另一组生产工艺的操作称为牌号切换。由于市场需求的多样化,迫使企业频繁进行牌号切换,考虑到过渡料的存在,若采用传统方式将会造成巨大的经济损失,因此对牌号切换过程进行优化控制具有重要的理论和实际意义。本文以Spheripol本体法聚丙烯生产工艺为例,对聚丙烯连续生产过程中产品的牌号切换问题进行了建模与控制优化研究。主要的研究内容和成果如下:1.介绍聚丙烯生产的国内外现状以及市场的供需现状,指出了对牌号切换过程进行研究的重要意义;从聚丙烯生产过程的工艺特点出发,对聚丙烯的聚合机理、国内外生产工艺流程和牌号切换研究成果进行系统总结。2.以Spheripol生产工艺为例,结合系统采集数据,分别用改进的非线性最小二乘和BP神经网络建立稳定牌号模型。考虑建模效果和应用的普遍性,采用时延BP神经网络建立牌号切换生产过程模型,从而采用BP-时延BP-BP的网络结构建立整个牌号切换过程模型。仿真结果验证了该建模方法的有效性。3.针对非线性预测控制的传统优化算法计算效率低且容易陷入局部最优解,提出改进的差分进化算法优化牌号切换模型的运行轨迹,并将非线性预测控制引入到动态牌号切换模型,采用基于改进差分进化算法的神经网络非线性预测控制对牌号切换过程进行在线控制。将该算法应用到聚丙烯牌号切换过程中进行仿真研究,能大幅度减少切换时间并降低过渡料产量,显著提高经济效益。4.最后,对全文进行了总结和展望。