Дифференцируемая модель газовой хроматографии, центрированная по коэффициенту распределения, для градиентной оптимизации температурных программ

Аннотация

Центрированная по коэффициенту распределения (K-centric) модель удерживания Блумберга, интеграл миграции аналита и слой уширения полос на основе уравнения Голея переформулированы в дифференцируемом виде и валидированы относительно опубликованной симуляции для 16 приоритетных ПАУ EPA. Разрешение каждой пары пиков становится, тем самым, явной дифференцируемой функцией температурной программы, а точный градиент любого построенного на этих разрешениях критерия возвращается обратным распространением сквозь симулятор независимо от числа параметров программы. Условия разделения, таким образом, могут выбираться направленно и для программ любой размерности. Метод возвращает не единственную программу, а достижимый фронт компромисса «разделение ‒ время анализа»; три сравниваемые здесь формы целевой функции выходят на разные участки этого фронта, так что критерий остается свободной частью постановки и формулируется под конкретную задачу. Пары, которые ни одна программа не выводит на базовое разделение, выявляются из самого поиска и исключаются из критерия. При равном числе обращений к модели обратное дифференцирование достигает значения целевой функции, недостижимого для прямого поиска, эволюционной стратегии и конечных разностей. Достижимое разделение улучшается по мере увеличения числа узлов профиля, причем оптимизатор не воспроизводит привычную форму из нескольких линейных рамп, он сглаживает нагрев там, где это выгодно с точки зрения физики разделения. Число рамп, допускаемое современными приборами, есть ограничение их управляющего программного обеспечения, и оно ограничивает качество разделения, которое та же колонка могла бы обеспечить.