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
远了个方完成签到,获得积分10
1秒前
笨笨凡之发布了新的文献求助100
2秒前
2秒前
阿良完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
burning完成签到,获得积分10
3秒前
看不懂完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
6秒前
枫123完成签到,获得积分10
6秒前
burning发布了新的文献求助10
7秒前
活力鑫磊发布了新的文献求助10
7秒前
iuu1完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
9秒前
超级桂花糕完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
晓晓马儿完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
六六发布了新的文献求助10
13秒前
小马甲应助活力鑫磊采纳,获得10
13秒前
like1994发布了新的文献求助10
14秒前
Chocolate完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
OUUUY发布了新的文献求助10
15秒前
zdp827完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
Zzz应助固的曼采纳,获得10
19秒前
爆米花应助林白同学采纳,获得10
19秒前
LSL丶完成签到,获得积分10
20秒前
领导范儿应助张123采纳,获得10
20秒前
Aye发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
大个应助绿颜色采纳,获得10
21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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
Quasi-Interpolation 400
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
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 6276361
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8096046
关于积分的说明 16924526
捐赠科研通 5345749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2842182
邀请新用户注册赠送积分活动 1819412
关于科研通互助平台的介绍 1676662