×

间歇过程非线性切换时滞系统的多目标优化。 (英语) Zbl 1443.90045

生产力最大化和消费最小化是生物技术产业的两个重中之重。在本文中,我们将一个fed间歇过程建模为一个非线性切换时滞系统。以目标产品的生产率和基板的消耗率为目标函数,提出了一个具有连续状态不等式约束的非线性切换时滞系统的多目标优化问题。为了解决多目标优化问题,我们首先利用凸加权和法向边界交集方法将问题转化为一系列单目标优化问题。基于梯度的单目标求解器结合了约束转录技术来求解这些单目标优化问题。最后,通过数值算例验证了数值求解方法的有效性。数值结果表明,法向边界交集法与所开发的单目标求解器相结合比凸加权求和法更为优越。

理学硕士:

90-10年 运筹学和数学规划问题的数学建模或仿真
90C29型 多目标与目标规划
PDF格式 BibTeX公司 XML 引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Johnson,A.,补料分批发酵过程的控制-调查,Automatica,23691-705(1987)·Zbl 0627.93052
[2] 卢乌斯,右。;Hennessy,D.,用Luus-Jaakola优化程序优化进料间歇反应器,工业工程化学。第38号决议,1948-1955年(1999年)
[3] 萨卡尔,D。;莫达克,J.M.,带过滤器的遗传算法在补料间歇式生物反应器中的最优控制问题,生物过程学。生物系统。《工程学》,26295-306(2004)
[4] 弗朗哥·拉拉。;Weuster Botz,D.,《分批补料生物工艺最佳投料策略的估计》,生物过程学。生物系统。工程学,27255-262(2005)
[5] 曾,A。;Biebl,H.,来自生物技术的大宗化学品:1,3-丙二醇生产的案例和新趋势,Adv.Biochem。生物技术工程师。,74239-259(2002年)
[6] 萨克森那,R。;阿南德,P。;萨兰,S。;Isar,J.,《微生物生产1,3-丙二醇:最新发展和新机遇》,生物技术。Adv.,27895-913(2009年)
[7] Aggelis,G.,生甘油的微生物转化(2009),Nova科学出版社:Nova科学出版社纽约
[8] 曼泽尔,K。;曾,A。;比伯,H。;Deckwer,W.D.,在有氧连续培养中肺炎克雷伯菌甘油代谢的动力学、动力学和途径研究:I.生物技术振荡和滞后的现象和特征。比昂。,52549-560(1996年)
[9] 秀,Z。;宋,B。;太阳,L。;曾,A.,代谢溢出和时滞对两阶段发酵过程性能和动态行为影响的理论分析,生物化学。《工程杂志》,第11期,第101-109页(2002年)
[10] 曾,A。;Sabra,W.,作为平台化学品的二醇的微生物生产:最新进展,Curr。奥平。生物技术。,22749-757(2011年)
[11] 高,C。;冯,E。;王,Z。;徐秀荣,等,甘油生物转化为1,3-丙二醇的非线性动力学系统及其最优控制,工业管理杂志。最佳。,1377-388(2005年)·Zbl 1076.92023
[12] 王,G。;冯,E。;Xiu,Z.,补料分批培养中微生物生物转化的建模和参数识别,过程控制杂志,18458-464(2008)
[13] 高,J。;沈,B。;冯,E。;修,Z,微生物补料分批培养中脉冲动力系统的建模与最优控制,计算机。申请。数学。,32275-290(2013年)·Zbl 1270.49033
[14] 刘,C。;龚,Z。;冯,E。;尹,H.微生物补料分批培养的非线性多阶段动态系统的建模与优化控制,工业管理杂志。最佳。,5835-850(2009年)·Zbl 1186.49024
[15] 龚,Z。;刘,C。;冯,E。;王,L。;于勇,微生物补料分批培养中切换系统的建模与优化,应用。数学。型号。,353276-3284(2011年)·Zbl 1221.34033
[16] 刘,C。;龚,Z。;沈,B。;Feng,E.,补料分批发酵过程的建模与优化控制,应用。数学。型号。,37695-706(2013年)·Zbl 1351.49050
[17] 刘,C.微生物补料间歇过程中非线性时滞系统的灵敏度分析与参数辨识,应用。数学。型号。,381449-1463(2014年)·Zbl 1427.92042
[18] 刘,C。;龚,Z.,发酵过程中开关系统的最优控制(2014),斯普林格:柏林斯普林格·Zbl 1305.49002号
[19] 洛斯顿,R。;林,Q。;张国良,非线性切换系统之切换时间优化:直接优化与时间尺度转换,Pac。J、 最佳。,10537-560(2014年)·Zbl 1305.49042
[20] 博契亚,A。;法鲁吉,P。;莫里尔,H。;Vinter,R.B.,带时滞的自由时间最优控制问题,第52届IEEE CDC会议论文集,520-525(2013)
[21] 刘,C。;洛斯顿,R。;张国良,解具有自由终端时间的时滞最优控制问题的计算方法。控制线。,72,53-60(2014年)·Zbl 1302.49042号
[22] Miettinen,K.,非线性多目标优化(1999),Kluwer学术出版社:Kluwer学术出版社波士顿·Zbl 0949.90082
[23] 马勒,R.T。;Arora,J.S.,工程多目标优化方法综述,结构。多盘。最佳。,26369-395(2004年)·Zbl 1243.90199
[24] Zadeh,L.,最优性和非标量值性能准则,IEEE Trans。自动驾驶。对照组,8,59-60(1963)
[25] 达斯,I。;张国英,等.法向边界交集:非线性多准则优化问题帕累托曲面生成的一种新方法,上海大学出版社,北京。,8631-657(1998年)·Zbl 0911.90287
[26] 斯里尼瓦斯,N。;Deb,K.,使用非支配排序遗传算法的多目标函数优化,进化。计算机。,221-248(1995年)
[27] 科埃洛,哥伦比亚特区。;普利多克。;Lechuga,M.S.,用粒子群优化处理多个目标,IEEE Trans。进化。计算机。,8256-279(2004年)
[28] 专家,F。;霍斯卡,B。;迪尔,M。;李建华,等,多目标非线性最优控制问题的快速帕累托集生成,结构。多盘。最佳。,42591-603(2010年)·Zbl 1274.90530
[29] 巴斯卡尔,V。;古普塔,S。;雷,A.,《多目标优化在化学工程中的应用》,化学版。工程学,16,1-54(2000)
[30] 专家,F。;埃尔德赫姆,P.V。;《生物化学过程的有效确定性多目标优化控制》,化学。工程科学。,642527-2538(2009年)
[31] 专家,F。;霍斯卡,B。;迪尔,M。;《生物化学多目标最优控制问题中有效生成帕累托集的工具箱》,计算机。辅助化学。英国,28481-486(2010)
[32] 专家,F。;霍斯卡,B。;迪尔,M。;《不确定(生物)化学过程的鲁棒多目标最优控制》,化学。工程科学。,664670-4682(2011年)
[33] 李,R。;泰,K.L。;黄建华。;段国瑞,控制参数化强化转换对切换系统最优控制之影响,数学。计算机。型号。,431393-1403(2006年)·Zbl 1139.49030
[34] 洛斯顿,R。;泰,K.L。;莱博克,V。;林,W.K.,开关电容DC/DC功率转换器的最佳开关瞬间,Automatica,45973-980(2009)·Zbl 1162.49044
[35] 刘,C。;洛斯顿,R。;张国良,张国良,多时滞非线性切换系统的切换时间与参数优化,J。Optim。理论应用。,163957-988(2014年)·Zbl 1304.49063
[36] 林,Q。;洛斯顿,R。;张国良,非线性最优控制之控制参数化方法:调查,工业管理学。最佳。,10275-309(2014年)·兹布1276.49025
[37] 泰,K.L。;吴,C.J。;王国华,最优控制问题的统一计算方法(1991),龙文科技:龙文科技出版社·0744907
[38] 黑尔,J.K。;吕恩,S.M.V.,泛函微分方程导论(1993),斯普林格:柏林
[39] Mu,Y。;秀,Z。;Zhang,D.,脂肪酶生产生物柴油与肺炎克雷伯菌微生物生产1,3-丙二醇的联合生物工艺,生物化学。《工程杂志》,40537-541(2008年)
[40] Schittkowski,K.,NLPQLP:具有分布式和非单调线搜索的序列二次规划算法的Fortran实现-用户指南(2007),Bayreuth大学
[41] 《大型常微分方程系统与软件》,IEEE控制系统。杂志,2,24-30(1982)
[42] 斯托尔,J。;布利尔希,R.,数值分析导论(1980),斯普林格:斯普林格纽约·Zbl 0423.65002
[43] 梅萨克,A。;Ismail Yahaya,A。;Mattson,C.A.,用于生成pareto边界的规范化法线约束方法,结构。多盘。最佳。,第25、86-98页(2003年)·Zbl 1243.90200
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项被试探性地匹配到zbMATH标识符,并且可能包含数据转换错误。它试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求匹配的完整性或精确性。