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
无极微光应助colossus0257采纳,获得20
1秒前
情怀应助受伤尔蓝采纳,获得10
1秒前
将个烂就发布了新的文献求助10
1秒前
clyhg发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
嗯哼发布了新的文献求助10
1秒前
7号Vooodooo发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
3秒前
3秒前
LBB完成签到,获得积分10
3秒前
阿容完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
李健的小迷弟应助bgxb采纳,获得10
4秒前
111完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
innocence完成签到,获得积分10
5秒前
L1HE发布了新的文献求助10
5秒前
yuan发布了新的文献求助10
6秒前
搜集达人应助zzzz采纳,获得10
7秒前
雪糕刺客完成签到,获得积分10
7秒前
SSS发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
积极奇异果完成签到,获得积分10
8秒前
羊羊羊发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
彭于晏应助听闻采纳,获得10
8秒前
8秒前
NIUBEN发布了新的文献求助10
9秒前
一串串葡萄完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
开朗的夏青完成签到,获得积分10
9秒前
Lucas应助abandon采纳,获得10
10秒前
星辰大海应助代军采纳,获得10
12秒前
黄奥龙完成签到,获得积分10
12秒前
兰心慧至应助孤标傲世采纳,获得20
12秒前
小飞123发布了新的文献求助10
12秒前
甜橙完成签到 ,获得积分10
13秒前
敏敏要低调完成签到,获得积分10
13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
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Rheumatoid arthritis drugs market analysis North America, Europe, Asia, Rest of world (ROW)-US, UK, Germany, France, China-size and Forecast 2024-2028 500
17α-Methyltestosterone Immersion Induces Sex Reversal in Female Mandarin Fish (Siniperca Chuatsi) 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 6364238
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8178305
关于积分的说明 17237120
捐赠科研通 5419321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2867573
邀请新用户注册赠送积分活动 1844617
关于科研通互助平台的介绍 1692218