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 Nature]
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
baner发布了新的文献求助10
1秒前
1816013153发布了新的文献求助10
2秒前
科目三应助ZhouQixing采纳,获得10
3秒前
5秒前
英俊的铭应助疯狂加载ing采纳,获得10
6秒前
6秒前
奥沙利楠完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
hanli完成签到,获得积分20
8秒前
钰宁完成签到,获得积分10
8秒前
打打应助Steven采纳,获得10
11秒前
12秒前
66666发布了新的文献求助10
13秒前
斯文败类应助云水雾心采纳,获得10
14秒前
hanli发布了新的文献求助10
16秒前
华仔应助虚心碧采纳,获得10
16秒前
脑洞疼应助大豹子采纳,获得10
17秒前
18秒前
领导范儿应助细腻的深白采纳,获得10
19秒前
NEW发布了新的文献求助10
22秒前
24秒前
25秒前
sssshhh发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
ZhouQixing发布了新的文献求助10
29秒前
虚心碧发布了新的文献求助10
32秒前
不饱和环二酮完成签到,获得积分10
32秒前
36秒前
大豹子发布了新的文献求助10
39秒前
虚心碧完成签到,获得积分10
39秒前
GTRK完成签到 ,获得积分10
40秒前
42秒前
把秘密当成玩笑完成签到,获得积分10
42秒前
小二郎应助Tsuki采纳,获得10
43秒前
刘倩完成签到 ,获得积分10
47秒前
49秒前
49秒前
英姑应助NEW采纳,获得10
52秒前
yannnis完成签到,获得积分10
54秒前
跳跃的凌文完成签到 ,获得积分10
55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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1601
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5557972
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4642937
关于积分的说明 14669867
捐赠科研通 4584431
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2514801
邀请新用户注册赠送积分活动 1489002
关于科研通互助平台的介绍 1459619