一类连续发酵的分数阶参数辨识与最优控制

发布时间：2021-09-08 09:18

　　对于一类连续发酵生产获得1,3-丙二醇（1,3-PD）的优化问题,引入分数阶微积分思想,建立了分数阶微生物发酵模型以及分数阶参数辨识问题.在这个基础上,想要使最后得到的1,3-PD浓度达到最高,构建了分数阶最优控制模型.本文的工作陈述如下:考虑到分数阶微积分本身具备的记忆性这一性质,将分数阶微积分应用于一类使用连续发酵方式生产1,3-PD的问题中,构造了相应分数阶意义下微生物发酵模型,并以模型中的阶数和系统参数为辨识对象,以终端时刻状态变量的数值计算值与实际实验值相对误差为目标,构建了相应的分数阶意义下参数辨识模型.基于协态方法,讨论了性能指标与状态约束关于系统参数的梯度计算公式,并应用梯形法与预估校正法求解分数阶状态及协态微分方程.为了得到分数阶条件下阶数和系统参数的解,构建了粒子群和序列二次规划方法相结合的数值算法去解决参数辨识问题.通过大量的优化计算,得到了基于分数阶微生物发酵模型的阶数和系统参数值,以及终端时刻各物质浓度的数值计算值与实际实验值存在的相对误差.从数值结果可以看出,运用分数阶方程来描述连续发酵的实际过程,优于已有的整数阶模型.以构建的分数阶微生物发酵模型作为基础,... 

【文章来源】：鲁东大学山东省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

终端状态计算值与实验值对比图

【参考文献】：
期刊论文
[1]甘油生物歧化过程动力学数学模拟和多稳态研究[J]. 修志龙,曾安平,安利佳.  大连理工大学学报. 2000(04)



本文编号：3390529