聚丙烯具有比重轻、耐抗冲、耐腐蚀、强度好、无毒性、电绝缘性能好且易于加工等特点,被广泛应用于轻工、化工、化纤、建材、家电、包装、汽车等领域,是国家的支柱产业之一。牌号切换是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,由于市场需求的多样化和激烈的竞争,迫使企业频繁地进行牌号切换,从而造成巨大的经济损失,因此对牌号切换过程进行优化有着重要的理论与实际意义。本文以Spheripol环管工艺为研究对象,研究聚丙烯生产过程中的建模以及牌号切换策略问题。主要的研究内容和成果如下:1.简要介绍了聚丙烯的相关知识,并从过程控制、建模与辨识、牌号切换优化等方面介绍了国内外的最新研究进展;2.介绍丙烯聚合反应的相关机理,并对Spheripol环管工艺流程做了简要说明。在结合实际生产数据的基础上,采用相关向量机建立了丙烯聚合过程模型,采用RVM建立模型,较支持向量机(SVM)更稀疏,且无需调整参数。仿真结果验证了该模型可以在一定范围内预测熔融指数的变化;3.针对化工领域内的一类动态连续优化问题,提出一种改进的差分进化算法,在进化过程中采用单种群机制和预交叉操作,改善了传统差分进化算法存在的慢收敛问题;采用内点生成法处理变量约束问题,保证了算法的搜索能力。采用测试函数对几种改进差分进化算法进行了数值实验比较,实验结果验证了本文提出的改进方法可以有效地降低函数评价次数以及计算时间,提高搜索效率。将该算法应用于间歇式反应器动态优化,仿真结果说明其有效性与可行性;4.针对差分进化算法的早熟收敛问题,设计了动态缩放因子以及新的变异算子以提高种群的多样性,增强全局搜索能力。将该算法应用到聚丙烯牌号切换中,得到了熔融指数和操作变量的优化轨迹:5.最后,对本文进行了总结和展望,回顾了本文的主要工作,并提出了进一步研究的方向。