本文關(guān)鍵詞：一類生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化問題的雙層規(guī)劃及模糊優(yōu)化方法研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,生化系統(tǒng)的優(yōu)化工程在當(dāng)今社會的地位越來越重要。但是生化過程是一個非常復(fù)雜的非線性過程,所以很難對其進(jìn)行優(yōu)化和控制。這就需要研究人員對生化過程的優(yōu)化進(jìn)行研究,這種優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展有利于提高目的產(chǎn)物的生產(chǎn)率,進(jìn)而提高整個生化行業(yè)的生產(chǎn)水平。本文研究了一類生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化問題的求解方法。論文的主要研究內(nèi)容和獲得的結(jié)果如下:1、針對一類生化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化問題,建立了一種具有二層遞階結(jié)構(gòu)的雙層規(guī)劃優(yōu)化模型,其上層和下層問題的優(yōu)化目標(biāo)分別為最大化某一通量(或代謝物濃度)和最小化生化系統(tǒng)的代謝物濃度之和。該模型的生物意義是在盡可能小的代謝成本條件下使產(chǎn)物的產(chǎn)率或濃度達(dá)到最大。為了有效求解所建立的NP-hard、非凸雙層規(guī)劃問題,在S-系統(tǒng)建�？蚣芟聭�(yīng)用等價變換策略提出了一種可求其最優(yōu)解的優(yōu)化算法。該算法具有操作簡便和計算成本低的優(yōu)點。數(shù)值實驗結(jié)果表明,該算法可行且有效。與已有的單層規(guī)劃方法計算的結(jié)果相比,本文雙層規(guī)劃方法不僅在最小代謝成本條件下獲得了較高的產(chǎn)物產(chǎn)率,而且極大改善了生化系統(tǒng)的代謝成本、過渡時間和代謝性能等其他三個重要生物技術(shù)指標(biāo),因此,所得到的優(yōu)化結(jié)果也更具實際意義。2、IOM(Indirect Optimization Method)方法是一種應(yīng)用線性規(guī)劃求解生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化問題的經(jīng)典算法。針對IOM方法中線性規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)系數(shù)、約束系數(shù)、約束右端資源等參數(shù)具有模糊性問題,本文考慮如下三種情況:(1)只有目標(biāo)函數(shù)系數(shù)帶有模糊性;(2)只有約束右端資源帶有模糊性;(3)全系數(shù)帶有模糊性,首先給出了三個模糊線性規(guī)劃模型,然后為其設(shè)計了有效的優(yōu)化方法,最后將所給出的模糊優(yōu)化方法應(yīng)用到兩個生化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化中。
【關(guān)鍵詞】：生化系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)優(yōu)化 S-系統(tǒng) 雙層規(guī)劃 模糊優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O224
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的研究概況9-10
• 1.2 雙層規(guī)劃10-11
• 1.3 本文的主要工作及具體安排11-13
• 2 生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的雙層規(guī)劃模型與求解方法13-31
• 2.1 生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的雙層規(guī)劃模型13-14
• 2.2 雙層規(guī)劃模型的S-系統(tǒng)形式14-17
• 2.3 雙層規(guī)劃的求解方法17-19
• 2.4 數(shù)值算例19-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 3 生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的模糊規(guī)劃方法31-49
• 3.1 生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的IOM方法31-32
• 3.2 生化系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的模糊線性規(guī)劃方法32-48
• 3.2.1 目標(biāo)函數(shù)系數(shù)具有模糊性32-40
• 3.2.2 約束右端資源具有模糊性40-43
• 3.2.3 全系數(shù)具有模糊性43-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論與展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 發(fā)表論文情況54-55
• 致謝55-56

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1109352