本文以微生物生產(chǎn)1,3-丙二醇（簡記為1,3-PD）為背景,探討連續(xù)發(fā)酵的最優(yōu)控制問題。本研究為大規(guī)模生產(chǎn)1,3-PD提供了參考,也有助于最優(yōu)控制方向的研究。本文的主要研究成果可概況如下:1.在這個(gè)程中,考慮到微生物的增長速率不僅與當(dāng)前時(shí)刻的濃度有關(guān),而且也與之前時(shí)刻的濃度有關(guān),因此我們在微生物的濃度變化中加入時(shí)滯,建立非線性時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng),并闡述了相關(guān)性質(zhì)。2.針對提出的時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng),把稀釋速率和注入反應(yīng)器底物甘油的濃度作為關(guān)于時(shí)間t的連續(xù)函數(shù),并將該函數(shù)作為控制變量,以1,3-PD在終端時(shí)刻的產(chǎn)量濃度為目標(biāo)函數(shù),建立最優(yōu)控制模型。目的是找到一個(gè)最優(yōu)控制策略,以達(dá)到目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)。3.該問題是一個(gè)帶有約束的優(yōu)化問題,為了尋找最優(yōu)解,首先,我們利用控制轉(zhuǎn)錄技術(shù),然后通過控制向量參數(shù)化方法,把原來的問題轉(zhuǎn)換為多階段的近似最優(yōu)控制問題。4.在控制向量參數(shù)化的基礎(chǔ)上,為了找到一個(gè)更有效的時(shí)間點(diǎn)劃分,我們引入基于靈敏度的自適應(yīng)細(xì)化方法。時(shí)間劃分的區(qū)間數(shù)量和區(qū)間長度都是自適應(yīng)的,進(jìn)而找到一個(gè)最優(yōu)的時(shí)間網(wǎng)格點(diǎn)劃分。另外,為了防止陷入局部最優(yōu)解,我們把該算法與改進(jìn)的粒子群算法相結(jié)合,從而獲得全局最優(yōu)解。... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：42 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究狀況
        1.2.1 微生物發(fā)酵法生產(chǎn)1,3-丙二醇的研究狀況
        1.2.2 微生物發(fā)酵時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng)的研究狀況
        1.2.3 最優(yōu)控制理論的研究狀況
    1.3 本文主要工作
2 預(yù)備知識
    2.1 最優(yōu)控制問題的一般理論
    2.2 控制向量參數(shù)化方法
3 微生物連續(xù)發(fā)酵非線性時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng)的最優(yōu)控制
    3.1 引言
    3.2 連續(xù)發(fā)酵非線性時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng)
    3.3 最優(yōu)控制模型
        3.3.1 最優(yōu)控制問題
        3.3.2 近似問題
    3.4 優(yōu)化算法
        3.4.1 控制向量參數(shù)化
        3.4.2 基于靈敏度的自適應(yīng)細(xì)化方法
        3.4.3 粒子群算法
    3.5 數(shù)值結(jié)果
4 連續(xù)發(fā)酵基于胞內(nèi)物質(zhì)動(dòng)力系統(tǒng)的最優(yōu)控制
    4.1 非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)
    4.2 最優(yōu)控制模型
    4.3 優(yōu)化算法數(shù)值結(jié)果
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3004389