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一类非耦联批式流加发酵混杂系统的最优控制 被引量:1

OPTIMAL CONTROL OF HYBRID SYSTEM IN A DECOUPLED MICROBIAL FED-BATCH FERMENTATION PROCESS
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摘要 针对一类微生物发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD)问题,综合考虑细胞内、外各物质浓度的变化,给出了非耦联批式流加发酵非线性混杂动力系统模型,以碱和甘油的流加速率为控制变量,以终端时刻1,3-PD浓度最大为性能指标,建立了非耦联批式流加发酵切换最优控制模型.应用粒子群优化算法对模型进行求解,通过大规模优化计算得到了甘油和碱的最优流加策略.数值结果表明依该流加策略,可以有效提高终端时刻1,3-PD的浓度. For a class of the microbial fermentation process of glycerol to 1,3-propanediol(1,3-PD),this paper studies a nonlinear hybrid dynamical system in a decoupled microbial fed-batch fermentation by considering comprehensively the evolution of concentration of the intracellular and extracellular substances.Taking the feeding rates of glycerol and alkali as decision variables,a switching optimal control model is formulated with the productivity of 1,3-PD as the performance index.A particle swarm optimization algorithm is established for seeking the optimal feeding rates of glycerol and alkali.Numerical results show that,by employing the optimal control policy,the concentration of 1,3-PD at the terminal time can be increased considerably.
出处 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2016年第12期2211-2224,共14页 Journal of Systems Science and Mathematical Sciences
基金 山东省自然科学基金(ZR2014FM029) 山东省高等学校科技计划(J14LI06)资助课题
关键词 批式流加发酵 1 3-丙二醇 非耦联 混杂系统 切换最优控制 Fed-batch fermentation 1 3-propanediol decoupled hybrid system switching optimal control
  • 相关文献

参考文献4

二级参考文献33

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共引文献57

同被引文献2

引证文献1

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