×
胡倩倩;翟金刚;冯恩敏

微生物连续发酵中非线性切换系统的建模与优化控制。 （英语） Zbl 1366.34066号

日本J.Ind.Appl。数学。 33，第3号，683-700（2016）.
小结：考虑细胞外和细胞内环境，我们基于不同的代谢机制，提出了一个由16个模式组成的非线性切换系统，用于模拟微生物连续发酵甘油制1,3-丙二醇（1,3-PD）的过程。讨论了系统状态对决策变量和未知参数灵敏度的存在性和连续性。以稀释率和进料甘油浓度为控制变量，灵敏度函数为约束条件，提出了以末端1,3-PD浓度为性能指标的最优控制问题。通过敏感性分析，得到了性能指标和约束对决策变量和待辨识参数的梯度公式。采用序列二次规划算法进行数值求解。数值结果表明，在获得的最佳稀释率和甘油投加浓度下，终末1,3-PD的产率显著提高。

引用于1文件

MSC公司：

34C60个 常微分方程模型的定性研究与仿真
49甲15 常微分方程最优控制问题的存在性理论
92C45型 生化问题中的动力学（药代动力学、酶动力学等）

关键词：

连续发酵;1,3-丙二醇;灵敏度函数;非线性切换系统;切换最优控制
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Q.Hu}等人，日本J.Ind.Appl。数学。33，第3号，683--700（2016；Zbl 1366.34066）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Zeng，A.P.，Ross，A.，Biebl，H.，Tag，C.，Günzel，B.，Deckwer，W.D.：甘油发酵中酪酸梭菌和肺炎克雷伯菌的多产物抑制和生长建模。生物技术。比昂。44(8), 902-911 (1994) ·doi:10.1002/位260440806
[2] Zeng，A.P.，Deckwer，W.D.：基质充足条件下微生物生长的基质和能量消耗动力学模型。生物技术。进展11（1），71-79（1995）·doi:10.1021/bp00031a010
[3] Zeng，A.P.：微生物和哺乳动物细胞产物形成的动力学模型。生物技术。比昂。46（4），314-324（2004）·doi:10.1002/位260460404
[4] Xiu，Z.，Zeng，A.P.，An，L.：甘油生物转化为1,3-丙二醇的动力学数学模型和多重性研究。大连理工大学。40(4), 428-433 (2000)
[5] Gao，C.，Feng，E.，Wang，Z.，Xiu，Z.：微生物连续培养中非线性动力学系统的参数识别问题。申请。数学。计算。169(1), 476-484 (2005) ·Zbl 1074.92012年
[6] Li，X.，Feng，E.，Xu，Z.：连续培养中微生物的稳定性和最佳控制。J.应用。数学。计算。22(1), 425-434 (2006) ·Zbl 1104.49032号 ·doi:10.1007/BF02896490
[7] Gao，C.，Feng，E.，Wang，Z.，Xiu，Z.：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。J.工业管理。最佳方案。1(3), 377-388 (2005) ·Zbl 1076.92023号 ·doi:10.3934/jimo.2005.1.377
[8] Ma，Y.F.，Xiu，Z.L.，Sun，L.H.，Feng，E.M.：具有时滞的微生物连续培养模型的Hopf分岔和混沌分析。国际非线性科学杂志。数字。模拟。7(3), 305-308 (2006) ·Zbl 06942198号 ·doi:10.1515/IJNSNS.2006.7.3.305
[9] Ye，J.，Feng，E.，Lian，H.，Xiu，Z.：微生物连续培养中非线性动力学系统平衡点的存在性和稳定性。申请。数学。计算。207(2), 307-318 (2009) ·Zbl 1163.34031号
[10] Lian，H.，Feng，E.，Li，X.，Ye，J.，Xu，Z.：微生物连续培养中具有离散时间延迟的振荡行为。非线性分析。真实世界应用。10(5), 2749-2757 (2009) ·Zbl 1172.34056号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2008.08.014
[11] Sun，Y.Q.，Qi，W.T.，Teng，H.，Xiu，Z.L.，Zeng，A.P.：肺炎克雷伯菌甘油发酵的数学模型：关于酶催化还原途径和甘油和1,3-丙二醇跨细胞膜的运输。生物化学。《工程师杂志》38（1），22-32（2008）·doi:10.1016/j.bej.2007.06.002
[12] 翟，J.、叶，J.，王，L.、冯，E.、尹，H.、秀，Z.：微生物连续培养中复杂代谢系统的并行优化路径识别。非线性分析。真实世界应用。12, 2730-2741 (2011) ·Zbl 1225.37112号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2011.03.018
[13] Wang，J.，Ye，J.、Wang，L.、Liu，S.、Feng，E.：微生物连续培养中非线性切换系统的建模及其通过灵敏度函数的参数优化。申请。数学。模型1。39, 2036-2047 (2015) ·Zbl 1443.92094号 ·doi:10.1016/j.apm.2014.10.023
[14] Wang，J.，Ye，J.，Feng，E.，Xiu，Z.：具有ph反馈的补料分批培养中非线性切换系统的建模和参数估计。申请。数学。模型1。364887-4897（2012年）·兹比尔1252.93016 ·doi:10.1016/j.apm.2011.12.025
[15] 翟，J.，江，G.，叶，J.：基于生物稳健性的微生物连续培养的最佳稀释策略。数字。代数控制优化。5(1), 59-69 (2015) ·Zbl 1314.35203号 ·doi:10.3934/naco.2015.5.59
[16] Victor，J.L.，Yogeshwar，S.：微分方程模型平方最小化问题中梯度和灵敏度系数的计算。计算。化学。工程211471-1479（1997）·doi:10.1016/S0098-1354（97）00008-2
[17] Galán，S.、Feehery，W.F.、Barton，P.I.：混合离散/连续系统的参数灵敏度函数。申请。数字。数学。31, 17-47 (1999) ·Zbl 0937.65137号 ·doi:10.1016/S0168-9274（98）00125-1
[18] Barton，P.I.，Lee，C.K.：混合系统的建模、仿真、灵敏度分析和优化。ACM事务处理。模型。计算。模拟。2(4), 256-289 (2002) ·Zbl 1390.93118号 ·数字对象标识代码：10.1145/643120.643122
[19] Lu，X.：优化方法基础。同济大学出版社，上海（2003）
[20] Zhu，X.，Pu，D.：具有灵活步长接受策略的序列二次规划。申请。数学。模型1。36, 3992-4002 (2012) ·Zbl 1252.90090号 ·doi:10.1016/j.apm.2011.11.014
[21] Sun，W.，Xu，C.，Zhu，D.：优化方法。高等教育出版社，北京（2004）
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配，并且可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。