一类时滞最优控制问题及其应用

发布时间：2021-11-17 08:57

　　若最优控制模型中含有时滞项,则称其为时滞最优控制问题。近年来,时滞最优控制模型已被广泛的应用到工业生产、神经网络、化学反应等方面。1,3-丙二醇（1,3-PD）是一种重要的化工原料。微生物发酵生产1,3-PD是利用生物柴油生产过程中产生的副产物甘油进行发酵生产的绿色环保的生产方式。因此受到国内外学者的关注。时滞最优控制在微生物发酵生产1,3-PD方面的应用研究已经取得显著成果,并为实际发酵过程中提高1,3-PD产量提供了优化与控制策略。针对批式流加发酵生产1,3-PD的过程,本文对一类非线性时滞系统的最优控制理论与算法进行了研究,主要在以下三个方面开展了研究工作:1、研究了以微生物批式流加发酵生产1,3-PD为背景的带有时滞的非线性微分系统的最优控制模型和数值解法。根据实际生产过程,本文提出了一个非线性时滞系统来描述生产过程。然后,以甘油和碱的流加速度以及发酵过程的终端时刻为控制变量,提出了一个含有控制和状态约束的时滞最优控制模型。针对终端时刻不是固定的而是自由变量,通过时间尺度变换,将该最优控制问题转换为等价的具有固定终端时刻的时滞最优控制模型。进一步,利用控制参数化方法和约束转换技... 

【文章来源】：山东工商学院山东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

算法迭代结果

山东工商学院硕士学位论文加策略。应用所得的最优策略，本章得到终端时刻1,3-PD生产率为73.397mmolh1。本章与文献[54]中的实验结果48.674mmolh1相比提高了约50.793%。同时，如图3.3画出了生物质、甘油和1,3-PD浓度随发酵时间的影响；此外，1,3-PD产量随发酵时间的变化如图3.4所示，并且在图3.4中能明确看到本章实验结果比文献献[54]的结果好。图3.2阶段I-VI中甘油和碱的最优流加速度26

山东工商学院硕士学位论文图3.41,3-PD的产量随着发酵时间的变化而变化。图3.3生物质、甘油和1,3-PD浓度随发酵时间的变化。3.6本章小结本章考虑了包含多注入的1,3-PD批式流加发酵生产过程的时滞最优控制问题。以1,3-PD生产率为性能指标，以甘油和碱的流加速度发酵过程终端时刻为控制对象，27

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]微生物发酵中非线性时滞系统的分支及S系统辨识[D]. 李晓芳.大连理工大学 2010

硕士论文
[1]微生物连续发酵非线性动力系统的最优控制[D]. 孙菁.大连理工大学 2018
[2]微生物发酵非线性时滞动力系统的参数辨识与鲁棒性[D]. 余晓蕾.大连理工大学 2012



本文编号：3500581