基于灵敏度函数的连续发酵混杂系统的最优控制
Journal of Systems Science and Mathematical Sciences（2017）
摘要
针对一类微生物连续发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD)问题,综合考虑胞内、胞外各物质浓度的变化,建立了一个新的非线性系统动力学模型.根据模型中指示函数的不同取值,将连续发酵过程拆分为16种切换模式.考虑到部分系统参数依赖于决策变量,讨论了系统状态关于参数与决策变量的灵敏度,得到了含有切换的梯度公式.基于灵敏度函数,建立了切换最优控制模型.应用序列二次规划算法对该模型进行了数值求解,通过大规模计算,得到了甘油流加速率和初始注入浓度的最优策略.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.
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