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袁金龙;赵爽;杨东耀;刘崇阳;吴长治;周涛;林，西达;张宇多;程万里

带有切换算子的微生物补料分批发酵的Koopman建模和优化控制。 （英语） Zbl 07861360号

非线性分析。，混合系统。 52，文章ID 101461，19 p.（2024）.
小结：微生物分批补料发酵的建模仍然面临挑战，因为它具有很强的非线性和不确定性。用于学习此类模型的机器学习方法已经成为一个热门的研究课题，但现有技术的可解释性仍然是一个具有挑战性的问题。最近，人们研究了Koopman算子，它是一个线性算子，用于控制具有切换算子的非线性动力学系统的特征函数沿轨迹的演化，以模拟复杂动力学。本文提出了一种基于可解释Koopman算子的Koopman建模方法。使用Koopman算子的主要优点是提供了具有开关算子的非线性动力系统的线性无穷维描述。在该方法中，基于一种新的特征函数构造方法，提出了一种基于增强学习的扩展动态模式分解（enhanced-EDMD）算法，以获得Koopman算子的有限维近似。研究了增强EDMD算法的收敛性分析。此外，为了最大限度地提高1,3-PD的生产效率，并使最优控制在一个时间范围内的总变化最小，基于梯度优化和精确罚函数方法，将模型预测控制方法与基于增强学习的EDMD（表示为MPC-enhanced-EDMD）相结合的算法，提出了设计甘油随时间演化的最佳投料速率。通过证明增强型EDMD算法对动力学预测的有效性和MPC增强型EDMD方法对甘油最佳进料速率的有效性，进行了数值模拟。

MSC公司：

92C75号 生物技术
93年2月28日 操作员理论方法
93立方厘米 由常微分方程控制的控制/观测系统
93B45码 模型预测控制

关键词：

科普曼操作员;开关操作器;微生物补料分批发酵;增强的扩展动态模式分解;最优控制
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{J.Yuan}等，非线性分析。，混合系统。52，文章ID 101461，19 p.（2024；Zbl 07861360）
全文： 内政部

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