生化系统稳态优化的一种几何规划算法

发布时间：2020-09-23 10:17

　　 通常人们用米氏方程描述生化系统,但要有效求解由此产生的复杂非线性稳态优化问题往往需开发高效的非线性优化求解器。然而此项工作并不容易实现,因为生化系统的稳态优化问题往往是非凸的非线性规划问题,这类问题的全局最优解一般很难得到,因此有必要建立与其特点相适应的优化方法。本文在GMA系统建模框架下研究了生化系统的稳态优化问题。针对该类问题的特点,提出了一种可求其最优解的几何规划算法。本文研究的主要内容和取得的结果如下:1、针对基于GMA系统框架下生化系统的稳态优化问题,首先应用等价变换将其转化为一个与其等价的符号几何规划问题;然后应用凸化技术将所得符号几何规划问题转化为一系列的标准几何规划问题,从而得到了一种可以求解生化系统的稳态优化问题的几何规划算法。2、为了说明本文几何规划算法的有效性,将该算法应用到色氨酸生物合成系统和酿酒酵母厌氧发酵系统的稳态优化问题中。数值实验结果表明,本文提出的优化算法可以收敛到真正的系统最优解。与已有的几何规划方法相比,本文提出的几何规划算法具有快速获得生化系统最优解的优点。
【学位单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：O221
【部分图文】：

图 3.1 色氨酸生物合成的简化路径图Fig. 3.1 Diagram of the simplified pathway for tryptophan biosynthesis取如表 3.1 所示的初始稳态，则各通量的幂函数形式可表示为[44]：0.833255.871011340.6403 V XX0.9965110.00351214V 1. 0233XXX211V X0.8651120.13492224V 1. 4854XXX0.557360.55733123V0 .5534XXX

图 3.1 色氨酸生物合成的简化路径图Fig. 3.1 Diagram of the simplified pathway for tryptophan biosynthesis取如表 3.1 所示的初始稳态，则各通量的幂函数形式可表示为[44]：0.833255.871011340.6403 V XX0.9965110.00351214V 1. 0233XXX211V X0.8651120.13492224V 1. 4854XXX0.557360.55733123V0 .5534XXX

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 徐恭贤,冯恩民,邵诚,修志龙;色氨酸生物合成的稳态优化[J];工程数学学报;2005年06期

2 刘光辉，韩继业;带一类非精确搜索的Broyden族的全局收敛性[J];计算数学;1996年03期

3 张可村，肖文名;几何规划的一种多项式时间算法[J];西安交通大学学报;1995年10期

相关博士学位论文 前1条

1 徐恭贤;一类生化过程的优化及控制方法研究[D];大连理工大学;2008年

本文编号：2825206