Thiết lập chế độ sấy vi sóng tốI ưu cho màng gấc bằng phương pháp tốI ưu hóa đa mục tiêu trên cơ sở thuật toán vượt khe

Thiết lập chế độ sấy vi sóng tốI ưu cho màng gấc bằng phương pháp tốI ưu hóa đa mục tiêu trên cơ sở thuật toán vượt khe Thiết lập chế độ sấy vi sóng tốI ưu cho màng gấc bằng phương pháp tốI ưu hóa đa mục tiêu trên cơ sở thuật toán vượt khe luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TUẤN LINH THIẾT LẬP CHẾ ĐỘ SẤY VI SÓNG TỐI ƯU CHO MÀNG GẤC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU TRÊN CƠ SỞ THUẬT TOÁN VƯỢT KHE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT NHIỆT Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TUẤN LINH THIẾT LẬP CHẾ ĐỘ SẤY VI SÓNG TỐI ƯU CHO MÀNG GẤC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU TRÊN CƠ SỞ THUẬT TOÁN VƯỢT KHE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PSG.TS NGUYỄN VĂN MẠNH TS NGUYỄN ĐỨC TRUNG Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi tin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tơi, thực hướng dẫn khoa học tập thể hướng dẫn Tất tài liệu mà luận văn có trích dẫn liệt kê đầy đủ rõ ràng, ngồi tác giả khơng trích dẫn tài liệu khác Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận án trung thực chưa khác công bố cơng trình Tác giả luận văn Nguyễn Tuấn Linh i LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học Giáo sư, Tiến sỹ Viện Khoa học & Công nghệ Nhiệt Lạnh, Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm tạo điều kiện thuận lợi góp nhiều ý kiến q báu giúp tơi hồn thành luận văn Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới PGS TSKH Nguyễn Văn Mạnh TS Nguyễn Đức Trung hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ, tin tưởng tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn nhóm thực đề tài T2016-PC-033 “Nghiên cứu phương pháp sấy màng gấc nguyên chất từ màng gấc nhằm giảm thiểu tốn thất β-Caroten Licopen” giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi tìm hiểu tài liệu thực thí nghiệm thực tế Tơi xin cảm ơn bố mẹ, người thân bạn bè ủng hộ động viên tơi q trình nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Tuấn Linh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan gấc .3 1.1.1 Nguồn gốc đặc điểm thực vật học 1.1.2 Thành phần dinh dưỡng gấc .4 1.1.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ gấc 1.2 Hợp chất carotenoid 1.2.1 Cấu tạo hóa học 1.2.2 Sự tổng hợp carotenoids .9 1.2.3 Giá trị sinh học hợp chất carotenoids 10 1.2.4 Ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh đến biến đổi carotenoids .13 1.3 Kỹ thuật sấy vi sóng .14 1.3.1 Cơ chế làm nóng vi sóng 14 1.3.2 Đặc điểm sấy vi sóng 15 1.3.3 Cấu tạo chung hệ thống sấy vi sóng 16 1.4 Các vấn đề tồn nội dung nghiên cứu .21 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TỐI ƯU HÓA VÀ PHÁT TRIỂN TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU TRÊN CƠ SỞ THUẬT TOÁN VƯỢT KHE 23 2.1 Khái niệm tốn tối ưu hóa ý nghĩa .23 2.2 Phương pháp giải tốn tối ưu hóa đa mục tiêu 27 2.2 Khái quát bước chuyển động q trình tối ưu hóa lặp .31 2.3 Nguyên lý chuyển động vượt khe 37 2.4 Phương pháp xác định bước vượt khe 39 iii 2.3.1 Xác định bước vượt khe dựa theo đạo hàm .39 2.3.2 Xác định bước vượt khe dựa theo giá trị hàm 41 2.5 Sơ đồ nguyên lý thuật tốn tối ưu hóa vượt khe 44 2.6 Bước vượt khe hướng trục giao tực nón (hướng chiều Affine) 46 CHƯƠNG 3: BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ SẤY TỐI ƯU 53 3.1 Thiết bị thí nghiệm 53 3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 55 3.2.1 Phương pháp lấy mẫu xử lý mẫu 55 3.2.2 Nghiên cứu biến đổi hàm lượng carotenoids gấc điều kiện khác số công suất riêng phần (W/g) q trình sấy vi sóng 55 3.2.3 Nghiên cứu biến đổi hàm lượng carotenoids gấc điều kiện khác tốc độ gió (m/s) q trình sấy vi sóng .57 3.2.4 Xác định hàm lượng lycopene β-carotene 58 3.3 Kết thí nghiệm 58 3.4 Chuẩn hóa hàm mục tiêu 59 3.5 Thống hóa mục tiêu 68 3.6 Thiết lập hàm mục tiêu tương đương vô điều kiện 69 3.7 Cực tiểu hóa hàm mục tiêu tương đương 70 3.8 Kết luận 73 KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC I: CODE PASCAL 78 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng gấc Bảng 1.2: Thành phần acid béo màng đỏ gấc Bảng 1.3: Một số chuẩn thiết kế ống dẫn sóng Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm điều kiện khác công suất riêng phẩn Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm điều kiện khác tốc độ gió Bảng 3.3: Kết thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng tốc độ gió đến hàm lượng lycopene β-carotene Bảng 3.4: Kết thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng cơng suất vi sóng riêng phần đến hàm lượng lycopene β-carotene Bảng 3.5: Kết thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng tốc độ gió đến hàm lượng lycopene β-carotene chuẩn hóa Bảng 3.6: Kết thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng cơng suất vi sóng riêng phần đến hàm lượng lycopene β-carotene chuẩn hóa v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Cấu tạo số hợp chất carotenoids (Kopczynski, 2005) Hình 1.2: Sự trao đổi chất sinh tổng hợp carotenoids (Shan Lu & Li Li, 2008) Hình 1.3: Q trình chuyển hóa beta-carotene thành vitamin A Hình 1.4: Sự biến đổi hợp chất carotenoids Hình 1.5: Thang sóng điện từ Hình 1.6: Cấu tạo chung hệ thống sấy vi sóng Hình 1.7: Nguồn phát vi sóng dạng đèn Magnetrons Hình 1.8: Hình ảnh đèn magnetron Hình 1.9: Cấu tạo bên đèn magnetron Hình 1.10: Cấu trúc ống dẫn sóng Hình 2.1: Cực đại của f(x) cực tiểu –f(x) Hình 2.2 Nguyên tắc chuyển động vượt khe Hình 2.3 Sự biến thiên hàm mục tiêu dọc theo hướng chuyển động Hình 2.4 Lưu đồ thuật tốn xác định bước vượt khe dựa theo đạo hàm theo hướng Hình 2.5 Dấu hiệu vượt khe dựa theo giá trị hàm ba điểm liên tiếp Hình 2.6 Xác định bước vượt khe dựa theo giá trị hàm Hình 2.7 Sơ đồ thuật tốn tối ưu hóa vượt khe Hình 2.8 Sự hình thành hướng chiếu Afine Hình 2.9 Q trình cực tiểu hố theo thuật tốn VAF Hình 3.1.Thiết bị sấy vi sóng vận hành từ máy tính Hình 3.2 Thiết bị sấy hệ thống điều khiển Hình 3.3 Màng gấc khay sấy vi Hình 3.4: Mơ hình hóa kết thí nghiệm ảnh hưởng vận tốc gió đến hàm lượng lycopene Hình 3.5 Các hệ số phương trình dạng bậc trơn khúc hàm H 11 Hình 3.6: Mơ hình hóa kết thí nghiệm ảnh hưởng vận tốc gió đến hàm lượng β-carotene Hình 3.7: Các hệ số phương trình dạng bậc trơn khúc hàm H 21 Hình 3.8: Mơ hình hóa kết thí nghiệm ảnh hưởng vận tốc gió đến hàm lượng lycopene Hình 3.9 Các hệ số phương trình dạng bậc trơn khúc hàm H 12 Hình 3.10: Mơ hình hóa kết thí nghiệm ảnh hưởng vận tốc gió đến hàm lượng β-carotene Hình 3.11 Các hệ số phương trình dạng bậc trơn khúc hàm H 22 vii MỞ ĐẦU Carotenoids biết đến chất có giá trị lớn y học, hợp chất carotenoids β-carotene, lycopene, lutein zeaxanthin có khả kháng phát triển tế bào ung thư da, ung thư phổi, điều trị bệnh tim mạch bệnh đục thủy tinh thể (Braun & Cohen, 2007) Trong nhóm carotenoids, lycopene có tác dụng hỗ trợ làm giảm nguy mắc bệnh ung thư tuyến tiền liệt (Karppi et al., 2009), lutein giúp làm giảm nguy mắc bệnh ung thư nội mạc tử cung, buồng trứng (Braun & Cohen, 2007) Trong tự nhiên, carotenoids có mặt nhiều loại thực vật đu đủ, carốt, cà chua, gấc nhiều loại khác, nguồn cung cấp carotenoids quan trọng cho thể người Song, giá trị dinh dưỡng carotenoids loại thực vật khác định thành phần, hàm lượng hợp chất nhóm carotenoids Đối với sản phẩm chế biến giàu carotenoids từ thực vật, biến đổi carotenoids xảy tác động nhiệt độ cao, ánh sáng số điều kiện khác, kỹ thuật chế biến, việc đảm bảo hạn chế tối đa biến đổi thành phần hàm lượng carotenoids đóng vai trị định chất lượng dinh dưỡng sản phẩm Tại Việt Nam, gấc loại trái giàu carotenoit, hàm lượng β-carotenoit gấc cao so với loại trái khác (Vuong, 2000), hàm lượng lycopene gấp 76 lần so với cà chua (Ishida et al., 2004), đồng thời màng hạt gấc chứa lượng lớn vitamin E (Vuong et al., 2006) Bởi vậy, gấc khai thác làm nguyên liệu chế biến nhiều sản phẩm giàu carotenoids như: dầu gấc, bột gấc, viên nang mềm dầu gấc… Nhiều kỹ thuật, công nghệ chế biến áp dụng kỹ thuật sấy phun, sấy đối lưu chế biến sản phẩm từ gấc Việc sử dụng phương pháp sấy nhiệt độ làm giảm hàm lượng hợp chất carotenoids gấc (Yardfon et al., 2014) Khi sấy gấc phương pháp sấy đông khô cho chất lượng tốt nhất, hàm lượng carotenoids bị sụt giảm so với phương pháp sấy khác (T.H.Tran et al., 2007), phương pháp không Các điều kiện ràng buộc thiết lập dựa thiết kế thiết bị đặc điểm trình sấy Như chi tiết nêu chương 4.3.2 4.3.3, miền làm việc công suất riêng phần không vượt 4.25 (W/g) tốc độ gió khơng vượt q 1.1 (m/s) Như vậy, điều kiện ràng buộc thiết lập sau:  x1  1.1  x2  4.25 3.6 Thiết lập hàm mục tiêu tương đương vô điều kiện Hàm mục tiêu tương đương vô điều kiện thành lập sau J K  I i  j J (x) = f com (x) + P  h (x) +  g (x) +  Hk (x) → minn , (3.7.1) j =1 k =1  i =1  xE Xét toán thực hiện, sử dụng ràng buộc bất đẳng thức với biến đầu vào Như vậy, hàm phạt xây dựng sau Với  x1  1.1 { − x1  x1 − 1.1   g ( x1 ) = [ =[ − x1 − x1 + x1 − 1.1 + x1 − 1.1 −1.1 + − x1 + x1 − 1.1 ]2 (3.7.2) ] Với 2.25  x2  4.25 { 2.25 − x2  x2 − 4.25  69  g ( x2 ) = [ =[ 2.25 − x2 + 2.25 − x2 + x2 − 4.25 + x2 − 4.25 −2 + 2.25 − x2 + x2 − 4.25 ]2 (3.7.3) ]2 Từ (3.6); (3.7.1); (3.7.2) (3.7.3) hàm mục tiêu tương đương vô điều kiện thiết lập sau J ( x1 ; x2 ) = −5.95335 + 2.0157 x1 − 2.1222 x12 + 5.0424 x2 − 1.79255 x22 + 0.2038 x23 + P[( −1.1 + − x1 + x1 − 1.1 ) +( −2 + 2.25 − x2 + x2 − 4.25 ) ] → (3.7.4) 3.7 Cực tiểu hóa hàm mục tiêu tương đương Sử dụng thuật tốn vượt khe hướng chiều Affine lập trình Pascal để giải tốn (3.7.4) 70 Hình 3.12: Lập trình giải tồn tối ưu hóa tìm thuật toán vượt khe hướng chiều Affine Lựa chọn hệ số phạt P = 1, 000, 000 Chạy chương trình đạt kết sau: 71 Hình 3.13: Kết Sau 64 bước, chương trình tìm giá trị cực tiểu J ( x1 ; x2 ) = −1.8765 ( x1 ; x2 ) = (1.1;3.522306) Như H1 = H = f com ( x1 ; x2 ) − J ( x1 ; x2 ) = = 0.93825 2 Tính ngược lại hàm lượng Lycopene β-carotene ta có 72 H1 = mlycopene − mlycopene max mlycopene − mlycopene max min  mlycopene = H1 (mlycopene − mlycopene ) + mlycopene  mlycopene = 0.93825(163.7 − 121.5) + 121.5 = 161.09415(mg / gCK ) H2 = m −carotene − mmin − carotene mmax − carotene − m − carotene min  m −carotene = H (mmax − carotene − m − carotene ) + m − carotene  m −carotene = 0.93825(6.5 − 2.4) + 2.4 = 6.246825(mg / gCK ) 3.8 Kết luận Như vậy, tổng hợp kết nghiên cứu rút chế độ cơng nghệ sấy vi sóng tối ưu áp dụng cho màng gấc sau: Vận tốc gió: v = 1.1(m / s ) Công suất riêng phần: Wo =3.522306(w / g ) Khi đó, hàm lượng Lycopene dự đốn đạt hàm lượng β-carotene dự đoán đạt mlycopene = 161.09415(mg / gCK ) m −carotene = 6.246825(mg / gCK ) 73 KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu giải mục tiêu đặt luận văn thể thông qua kết quan trọng sau: - Đã tìm chế độ cơng nghệ tối sấy màng gấc thiết bị sấy vi sóng nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm đầu ra, thể qua hàm lượng Lycopene β-carotene với thông số công nghệ sau: Vận tốc gió: v = 1.1(m / s ) công suất riêng phần: Wo =3.522306(w / g ) - Đã khảo sát tìm phương trình mơ tả ảnh hưởng vận tốc gió cơng suất riêng phần tới hàm lượng Lycopene β-carotene màng gấc trình sấy vi sóng - Đã thiết lập tốn tối ưu hóa q trình sấy thiết bị sấy vi sóng theo cách xây dựng mục tiêu thống phương pháp trọng số Đồng thời, đưa toán dạng hạm mục tiêu vô điều kiện tương đương cho phép áp dụng thuật toán vượt khe để xác định chế độ cơng nghệ tối ưu - Đưa quy trình giải tốn tối ưu hóa đa mục tiêu có ràng buộc với q trình sấy vi sóng - Kết luận văn khẳng định thành công việc phát triển áp dụng lý thuyết tối ưu hóa vượt khe vào giải tốn tối ưu hóa q trình sấy thiết bị sấy vi sóng Để nội dung nghiên cứu hồn thiện hơn, phương hướng nghiên cứu đề xuất sau: - Nghiên cứu thêm yêu tố công nghệ ảnh hưởng đến q trình sấy vi sóng như: độ dày lớp vật liệu, tốc độ đĩa quay thùng quay, khoảng thời gian đảo vật liệu - Tăng thêm hàm mục tiêu nhằm khảo sát toàn diện kỹ lưỡng hiệu trình sấy lượng tiêu hao, thời gian sấy, khả kháng hoàn ẩm 74 - Xây dựng toán khảo sát ảnh hưởng yêu tố công nghệ kết cấu thiết bị đến nhiệt độ, độ ẩm khoang sấy nhằm đưa điều kiện ràng buộc mơ tả tồn diện thiết bị trình sấy - Dựa lý thuyết đồng dạng phướng pháp nghiên cứu luận văn để tiếp tục xây dựng chế độ sấy tối ưu cho loại nơng sản có sản lượng giá trị khác Việt Nam 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam (2007) NXB Y học Nguyễn Văn Mạnh (1991) Các toán nhiệt tối ưu hóa phi tuyến phương pháp “vượt khe” Tạp chí Năng lượng Nhiệt, 1991 Số Nguyễn Văn Mạnh, Bùi Minh Trí (1996) Một thuật tốn tìm cực trị dựa kết hợp nguyên lý “vượt khe” ngun lý kéo dãn khơng gian Tạp chí Khoa học & Công nghệ trường ĐHKT, 1996 Số 12 Nguyễn Văn Mạnh (2004) Tổ hợp phần mềm POWER – tối ưu hóa chế độ vận hành tổ máy lượng nhà máy điện Báo cáo Đề tài NCKH cấp Bộ (2004), mã số B-2003-28-83 Nguyễn Đức Trung, Phan Minh Thụy, Nguyễn Tuấn Linh (2016) Nghiên cứu phương pháp sấy màng gấc nguyên chất từ màng gấc nhằm giảm thiểu tổn thất β-Caroten Licopen Mã số: T2016-PC-033 Vũ Thị Hằng, Vũ THị Kim Oanh, Nguyễn Xuân Bắc, Phạm Mai Hương, Nguyễn Thị Hoàn (2015) Ảnh hưởng nhiệt độ sấy tới chất lượng bột màng đỏ hạt gấc Tạp chí khoa học phát triển, tập 13, số 5: 755-763 Đỗ Tất Lợi (2004) Những thuốc vị thuốc Việt Nam NXB Y học Nguyễn Thị Lý Và Trần Thị Hồng Vân (2004) Tách tinh dầu carotenoids từ trầu Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 9, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Minh Thùy (2005) Dinh dưỡng người NXB Đại học Cần Thơ Tài liệu tiếng anh 10 Aoki, H., Kieu, M.T.N., Kuze, N., Tomisaka, K., Chuyen, V.N., (2002) Corotenoid pigments in Gac fruit (Momordica cochinchinenensis Spreng) Biosci Biotech Biochem., 66(11): 2479–2482 76 11 Béttega, R., Rosa, J.G., Corrêa, R.G., Freire, J.T., (2014) Comparison of carot (Daucus carota) drying in microwave and in vacuum microwave Brazilian Journal of Chemical Engineering Vol 31(2): 403-412 12 Braun, L & Cohen, M (2007) Herbs and Natural Supplements- An Evidence based Guide (2nd Ed) Elsevier Australia 13 Ferrari, C.K.B., (2007) Functional foods and physical activities in health promotion of aging people Maturitas, Vol 58(4), Dec,327-339 14 Hoang, T.T., (2007) Producing carotenoid-rich powder from Gac fruit University of Western Sydney College of Health and Science: Centre for Plant and Food Science 15 1Jerry Whitaker., (2012) Power Vacuum Tubes Handbook CRC Press 16 Karppi, J., Kurl, S., Nurmi, T., Rissanen, T.H., Pukkala, E., Nyyssönen, K (2014) Serum Lycopene and the risk of cancer The Kuopio Ischaemic Heart Disease Risk Factor (KIHD) Study Annals of Epidemiology, 17 Krinsky, N.I., & Johnson, E.J.,(2005).Carotenoid actions and their relation to health and disease Molecular Aspects of Medicine, Vol 26(6) 18 Rao, A.V & Rao, L.G.,(2007).Carotenoids and human health Pharmacological Research, Vol 55(3) March, 207-216 77 PHỤ LỤC I: CODE PASCAL {OBJECTIVE FUNCTION OF OPTIMIZATION} UNIT OP_FUNC; INTERFACE Uses MATH; Var x0:Rvector; Fnc:fileStr; Function AlterTask:boolean; Procedure FuncN; Procedure StartPoint(var x:Rvector); Procedure AnaGrad(var x,G:Rvector); Procedure OptTestFunc(var x:Rvector); IMPLEMENTATION Uses AHEAD, OP_HEAD; Procedure FuncN; Begin case OptTask of 'M':Fnc:='MRs'; 'R':Fnc:='Rsn'; 'W':Fnc:='Wd'; 'P':Fnc:='Plk'; 'O':Fnc:='Osc'; 'E':Fnc:='EqL'; 'N':Fnc:='NoL'; 'L':Fnc:='LPr'; end; End; Function AlterTask; Var R:char; tx:rowStr; Begin AlterTask:=false; tx:='/`Mrosen`/`Rosen`/`Wood`/`Polyak`/`OscId`/`EqLin`/`NolinEq`/`LinPro `'; 78 R:=upcase(getChr('Choose TestFunc: ',tx)); if R in ['M','R','W','P','O','E','N','L'] then begin OptTask:=R; StartPoint(x0); AlterTask:=true; end; End; Procedure StartPoint(var x:Rvector); Var i:byte; Begin for i:=1 to Redim begin x[i]:=0; OptVar.Cd[i]:=false; end; {Xac dinh So bien (n) va Chon Diem xuat phat:} with Func case OptTask of 'M','R':begin n:=2; x[1]:=-1.2; x[2]:=1; end; 'W':begin n:=4; x[1]:=-3; x[2]:=-1; x[3]:=-3; x[4]:=-1; end; 'P':begin n:=4; x[1]:=500; x[2]:=0; x[3]:=2500; x[4]:=3; end; 'O':begin n:=4; for i:=1 to n x[i]:=2.5; end; 'E':begin n:=5; for i:=1 to n x[i]:=5; end; 'N':begin n:=2; x[1]:=5; x[2]:=0.05; end; 'L':begin n:=4; for i:=1 to n x[i]:=4; end; end; {Unchanged Secment:} for i:=1 to Func.n OptVar.Cd[i]:=true; End; {The Gradient of Testing Function} Procedure AnaGrad(var x,G:Rvector); Var a,b,c,d,e:double; i:byte; Begin case OptTask of 'M':begin a:=sqr(x[1])-x[2]; if a>0 then begin G[1]:=200*x[1]; G[2]:=-100; end 79 else begin G[1]:=-200*x[1]; G[2]:=100; end; if x[1]>1 then G[1]:=G[1]+1 else G[1]:=G[1]-1; end; 'R':begin a:=200*(sqr(x[1])-x[2]); G[1]:=2*a*x[1]+2*(x[1]-1); G[2]:=-a; end; 'W':begin a:=sqr(x[1])-x[2]; b:=sqr(x[3])-x[4]; G[1]:= 400*a*x[1]+2*(x[1]-1); G[2]:=-200*a+20.2*(x[2]-1)+19.8*(x[4]-1); G[3]:= 360*b*x[3]+2*(x[3]-1); G[4]:=-180*b+20.2*(x[4]-1)+19.8*(x[2]-1); end; 'P':begin for i:=1 to G[i]:=0; for i:=1 to 10 begin a:=-0.2*i; b:=exp(a*x[2]); c:=exp(a*x[4]); d:=1000*exp(a)+2000*exp(a*2); d:=2*(d-x[1]*b-x[3]*c); G[1]:=G[1]-d*b; G[2]:=G[2]-d*x[1]*a*b; G[3]:=G[3]-d*c; G[4]:=G[4]-d*x[3]*a*c; end; end; 'O':begin for i:=1 to G[i]:=0; for i:=1 to 20 begin e:=x[4]*5*i; a:=exp(-x[1]*i); b:=exp(-x[3]*i); c:=sin(e); d:=2e6*(exp(-i)+2*exp(-3*i)*sin(15*i)-a-x[2]*b*c); G[1]:=G[1]+i*a*d; G[2]:=G[2]-b*c*d; G[3]:=G[3]+x[2]*i*b*c*d; G[4]:=G[4]-x[2]*b*cos(e)*5*i*d; end; end; 'E':begin a:=2*(x[1]-7*x[2]-39*x[3]+29*x[4]-100*x[5]); 80 b:=2*(20*x[1]+31*x[2]-26*x[3]-35*x[4]+x[5]); c:=2*(-22*x[1]-30*x[2]-44*x[3]+47*x[4]+9*x[5]); d:=2*(4*x[1]-28*x[2]-16*x[3]-42*x[4]+30*x[5]); e:=2*(-x[1]+2*x[2]-46*x[3]+25*x[4]-300*x[5]); G[1]:= a+20*b-22*c+4*d-e; G[2]:=-7*a+31*b-30*c-28*d+2*e; G[3]:=-38*a-26*b-44*c-16*d-46*e; G[4]:= 29*a-35*b+47*c-42*d+25*e; G[5]:=-100*a+b+9*c+30*d-300*e; end; 'N':begin a:=1e3*(0.1*x[1]*(0.1*x[1]+x[2])+sqr(sqr(x[2]))); b:=1e3*(0.5*x[1]*x[2]+exp(x[2])-1); G[1]:=2*a*(0.02*x[1]+0.1*x[2])+2*b*5*x[2]; G[2]:=2*a*(0.1*x[1]+4*x[2]*sqr(x[2]))+2*b*(0.5*x[1]+exp(x[2])); end; 'L':if GradM='A' then GradM:='M'; end; End; {The Testing Function} Procedure OptTestFunc(var x:Rvector); Var a,b:double; i:byte; Begin Func.fc:=0; Func.fp:=0; with Func case OptTask of 'M':begin fc:=-5.95335+2.0157*x[1]-2.1222*sqr(x[1]); fc:=fc+5.0424*x[2]-1.79255*sqr(x[2])+0.2038*x[2]*sqr(x[2]); fp:=sqr((-1.1+abs(-x[1])+abs(x[1]-1.1))/2); 81 fp:=fp+sqr((-2+abs(2.25-x[2])+abs(x[2]-4.25))/2); fc:=fc+1000000*fp; end; 'R':fc:=100*sqr(sqr(x[1])-x[2])+sqr(x[1]-1); 'W':begin fc:=100*sqr(sqr(x[1])-x[2])+sqr(x[1]-1); fc:=fc+90*sqr(sqr(x[3])-x[4])+sqr(x[3]-1); fc:=fc+10.1*(sqr(x[2]-1)+sqr(x[4]-1))+19.8*(x[2]-1)*(x[4]-1); end; 'P':for i:=1 to 10 begin a:=-0.2*i; b:=1000*exp(a)+2000*exp(a*2); fc:=fc+sqr(b-x[1]*exp(a*x[2])-x[3]*exp(a*x[4])); end; 'O':for i:=1 to 20 begin b:=exp(-x[1]*i) + x[2]*exp(-x[3]*i)*sin(x[4]*5*i); a:=exp(-i) + 2*exp(-3*i)*sin(15*i); fc:=fc+1e6*sqr(a-b); end; 'E':begin fc:=sqr(x[1]-7*x[2]-39*x[3]+29*x[4]-100*x[5]); fc:=fc+sqr(20*x[1]+31*x[2]-26*x[3]-35*x[4]+x[5]); fc:=fc+sqr(-22*x[1]-30*x[2]-44*x[3]+47*x[4]+9*x[5]); fc:=fc+sqr(4*x[1]-28*x[2]-16*x[3]-42*x[4]+30*x[5]); fc:=fc+sqr(-x[1]+2*x[2]-46*x[3]+25*x[4]-300*x[5]); end; 'N':begin a:=0.1*x[1]*(0.1*x[1]+x[2])+sqr(sqr(x[2])); b:=0.5*x[1]*x[2]+exp(x[2])-1; fc:=1e3*(sqr(a)+sqr(b)); end; 'L':begin fc:=18*x[1]-7*x[2]-39*x[3]+29*x[4]+6668.229318; fp:=abs(20*x[1]+31*x[2]-26*x[3]-35*x[4]-7); fp:=fp+abs(-22*x[1]-30*x[2]-44*x[3]+47*x[4]-48); 82 fp:=fp+abs(4*x[1]-28*x[2]-16*x[3]-42*x[4]-4); a:=-2*x[1]-27*x[2]+32*x[3]-24*x[4]-35; if a>0 then fp:=fp+a; a:=10*x[1]-32*x[2]+30*x[3]-31*x[4]-19; if a>0 then fp:=fp+a; a:=5*x[1]+30*x[2]-48*x[3]+45*x[4]-1.7; if a>0 then fp:=fp+a; a:=37*x[1]-4*x[2]+4.5*x[3]-50*x[4]-13; if a>0 then fp:=fp+a; fc:=fc+5.4e-6-1.0e-8; end; end; End; BEGIN OptTask:='N'; GradM:='M'; END 83 ... chế độ sấy vi sóng tối ưu cho màng gấc phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu sở thuật toán vượt khe? ?? nhằm xác định trị số tối ưu thông số chế độ thiết bị sấy vi sóng cơng suất riêng phần tốc độ gió... - NGUYỄN TUẤN LINH THIẾT LẬP CHẾ ĐỘ SẤY VI SÓNG TỐI ƯU CHO MÀNG GẤC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU TRÊN CƠ SỞ THUẬT TOÁN VƯỢT KHE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG... LÝ THUYẾT TỐI ƯU HÓA VÀ PHÁT TRIỂN TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU TRÊN CƠ SỞ THUẬT TOÁN VƯỢT KHE 23 2.1 Khái niệm tốn tối ưu hóa ý nghĩa .23 2.2 Phương pháp giải tốn tối ưu hóa đa mục tiêu