Robust Optimal Control of a Microbial Batch Culture Process

稳健性(进化) 过程(计算) 过程控制 最优控制 数学 数学优化 控制理论(社会学) 批处理 灵敏度(控制系统) 粒子群优化 计算理论 计算机科学 控制(管理) 算法 工程类 化学 操作系统 生物化学 人工智能 电子工程 基因 程序设计语言
作者
Guanming Cheng,Lei Wang,Ryan Loxton,Qun Lin
出处
期刊:Journal of Optimization Theory and Applications [Springer Science+Business Media]
卷期号:167 (1): 342-362 被引量:26
标识
DOI:10.1007/s10957-014-0654-z
摘要

This paper considers the microbial batch culture process for producing 1,3-propanediol (1,3-PD) via glycerol fermentation. Our goal was to design an optimal control scheme for this process, with the aim of balancing two (perhaps competing) objectives: (i) the process should yield a sufficiently high concentration of 1,3-PD at the terminal time and (ii) the process should be robust with respect to changes in various uncertain system parameters. Accordingly, we pose an optimal control problem, in which both process yield and process sensitivity are considered in the objective function. The control variables in this problem are the terminal time of the batch culture process and the initial concentrations of biomass and glycerol in the batch reactor. By performing a time-scaling transformation and introducing an auxiliary dynamic system to calculate process sensitivity, we obtain an equivalent optimal control problem in standard form. We then develop a particle swarm optimization algorithm for solving this equivalent problem. Finally, we explore the trade-off between process efficiency and process robustness via numerical simulations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
WANDour完成签到 ,获得积分10
1秒前
ran完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
橙橙完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
典雅思真完成签到,获得积分10
10秒前
无极微光应助简单采纳,获得20
11秒前
fighting完成签到 ,获得积分10
14秒前
泽霖完成签到,获得积分0
14秒前
benlaron完成签到,获得积分10
15秒前
火星上的煎饼完成签到,获得积分10
15秒前
争当科研巨匠完成签到,获得积分10
16秒前
xyj6486完成签到,获得积分10
20秒前
步步高完成签到,获得积分10
20秒前
海岸发布了新的文献求助10
23秒前
zsl完成签到,获得积分10
24秒前
qiaojiahou完成签到,获得积分10
24秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
嘎嘣豆应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
25秒前
25秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
25秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得20
26秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
爱吃泡芙完成签到,获得积分10
26秒前
蒸馏水应助科研通管家采纳,获得20
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Adverse weather effects on bus ridership 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6350780
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8165363
关于积分的说明 17182321
捐赠科研通 5406912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862733
邀请新用户注册赠送积分活动 1840324
关于科研通互助平台的介绍 1689463