文章摘要
微生物连续发酵过程的反馈最优控制
A Linear Optimal Feedback Control in Continuous Culture of Microbial Fermentation
投稿时间:2018-01-09  修订日期:2018-03-01
DOI:
中文关键词: 连续发酵  非线性动力系统  反馈最优控制  精确罚方法
英文关键词: Continuous culture, Nonlinear dynamic system, Feedback control, Exact penalty method
基金项目:国家杰出青年科学基金
作者单位E-mail
贝泓涵 大连理工大学 beihh@126.com 
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中文摘要:
      本文研究了一类微生物发酵生产1,3-丙二醇的线性反馈控制策略。我们将稀释速率$D$和注入的甘油浓度$C_{s_0}$作为控制变量,建立线性反馈控制器使得1,3- 丙二醇的产量最大化。我们首先将通过非线性动力系统模型,将最优化问题描述出来并引入线性反馈策略,为解决这个半无限优化问题我们使用精确罚方法找到其近似问题。基于梯度优化,我们使用一种标准的非线性优化方法给出了近似问题的解,从而得到原优化问题的最优解并求得反馈控制参数。
英文摘要:
      In this paper, we consider a linear optimal feedback control strategy for producing 1,3-propanediol(1,3-PD) via microbial continuous fermentation. We choose the dilution rate $D$ and the concentration of glycerol in the input feed $C_{s_0}$ as the control variables, and establish the linear feedback controller to maximize the yield of 1,3-PD. We will first introduce the model of this nonlinear dynamic system and the optimal proble. Then we wil show our linear optimal feedback control strategy. In order to solve this optimal problem, we will use an exact penalty method to simplify the problem. And we get the feedback control parameters and the global optimal solution by the algorithm.
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