若最優(yōu)控制模型中含有時滯項,則稱其為時滯最優(yōu)控制問題。近年來,時滯最優(yōu)控制模型已被廣泛的應用到工業(yè)生產(chǎn)、神經(jīng)網(wǎng)絡、化學反應等方面。1,3-丙二醇（1,3-PD）是一種重要的化工原料。微生物發(fā)酵生產(chǎn)1,3-PD是利用生物柴油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘油進行發(fā)酵生產(chǎn)的綠色環(huán)保的生產(chǎn)方式。因此受到國內外學者的關注。時滯最優(yōu)控制在微生物發(fā)酵生產(chǎn)1,3-PD方面的應用研究已經(jīng)取得顯著成果,并為實際發(fā)酵過程中提高1,3-PD產(chǎn)量提供了優(yōu)化與控制策略。針對批式流加發(fā)酵生產(chǎn)1,3-PD的過程,本文對一類非線性時滯系統(tǒng)的最優(yōu)控制理論與算法進行了研究,主要在以下三個方面開展了研究工作:1、研究了以微生物批式流加發(fā)酵生產(chǎn)1,3-PD為背景的帶有時滯的非線性微分系統(tǒng)的最優(yōu)控制模型和數(shù)值解法。根據(jù)實際生產(chǎn)過程,本文提出了一個非線性時滯系統(tǒng)來描述生產(chǎn)過程。然后,以甘油和堿的流加速度以及發(fā)酵過程的終端時刻為控制變量,提出了一個含有控制和狀態(tài)約束的時滯最優(yōu)控制模型。針對終端時刻不是固定的而是自由變量,通過時間尺度變換,將該最優(yōu)控制問題轉換為等價的具有固定終端時刻的時滯最優(yōu)控制模型。進一步,利用控制參數(shù)化方法和約束轉換技... 

【文章來源】：山東工商學院山東省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

算法迭代結果

山東工商學院碩士學位論文加策略。應用所得的最優(yōu)策略，本章得到終端時刻1,3-PD生產(chǎn)率為73.397mmolh1。本章與文獻[54]中的實驗結果48.674mmolh1相比提高了約50.793%。同時，如圖3.3畫出了生物質、甘油和1,3-PD濃度隨發(fā)酵時間的影響；此外，1,3-PD產(chǎn)量隨發(fā)酵時間的變化如圖3.4所示，并且在圖3.4中能明確看到本章實驗結果比文獻獻[54]的結果好。圖3.2階段I-VI中甘油和堿的最優(yōu)流加速度26

山東工商學院碩士學位論文圖3.41,3-PD的產(chǎn)量隨著發(fā)酵時間的變化而變化。圖3.3生物質、甘油和1,3-PD濃度隨發(fā)酵時間的變化。3.6本章小結本章考慮了包含多注入的1,3-PD批式流加發(fā)酵生產(chǎn)過程的時滯最優(yōu)控制問題。以1,3-PD生產(chǎn)率為性能指標，以甘油和堿的流加速度發(fā)酵過程終端時刻為控制對象，27

【參考文獻】：
期刊論文
[1]甘油間歇發(fā)酵酶催化非線性動力系統(tǒng)的強穩(wěn)定性[J]. 袁金龍,馮殊倫,馮恩民.  控制與決策. 2014(08)
[2]微生物批式流加發(fā)酵中的最優(yōu)控制[J]. 于永勝,宮召華,劉重陽.  山東大學學報(理學版). 2011(11)
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[4]微生物批式流加發(fā)酵的建模及基于HPSO算法的參數(shù)辨識（英文）[J]. 宮召華,劉重陽,馮恩民.  山東大學學報(理學版). 2009(07)
[5]微生物間歇發(fā)酵生產(chǎn)1,3-丙二醇過程辨識與優(yōu)化[J]. 高彩霞,王宗濤,馮恩民,修志龍.  大連理工大學學報. 2006(05)
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[10]甘油生物歧化過程動力學數(shù)學模擬和多穩(wěn)態(tài)研究[J]. 修志龍,曾安平,安利佳.  大連理工大學學報. 2000(04)

博士論文
[1]微生物發(fā)酵中非線性時滯系統(tǒng)的分支及S系統(tǒng)辨識[D]. 李曉芳.大連理工大學 2010

碩士論文
[1]微生物連續(xù)發(fā)酵非線性動力系統(tǒng)的最優(yōu)控制[D]. 孫菁.大連理工大學 2018
[2]微生物發(fā)酵非線性時滯動力系統(tǒng)的參數(shù)辨識與魯棒性[D]. 余曉蕾.大連理工大學 2012



本文編號：3500581