細(xì)胞比生長(zhǎng)速率的參數(shù)辨識(shí)與優(yōu)化.pdf

1、本文以甘油為底物、微生物歧化生產(chǎn)1，3-丙二醇(1，3-PD)的含間歇發(fā)酵的批式流加過(guò)程為背景，根據(jù)發(fā)酵過(guò)程的物理特征和動(dòng)態(tài)行為，建立了描述該過(guò)程的非線性脈沖動(dòng)力系統(tǒng)及其以函數(shù)為控制變量的脈沖控制模型，論述了系統(tǒng)的主要性質(zhì)并構(gòu)造優(yōu)化算法求得控制模型的最優(yōu)解。這些成果，不僅可推動(dòng)此類非線性脈沖動(dòng)力系統(tǒng)、最優(yōu)脈沖控制理論及基底理論的發(fā)展與研究，還可以為實(shí)現(xiàn)1，3-丙二醇的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)，因此該項(xiàng)研究具有重要的理論參考價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2、本課題受到國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“非線性分段光滑動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化理論與方法”和國(guó)家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“發(fā)酵工程生產(chǎn)1，3-丙二醇”的資助。 本文所研究的內(nèi)容與取得的主要結(jié)果可概括如下： 1、論述了非線性脈沖微分系統(tǒng)及其最優(yōu)控制問(wèn)題，針對(duì)批式流加生產(chǎn)1，3-PD的發(fā)酵過(guò)程，引入描述其物理過(guò)程的非線性脈沖動(dòng)力系統(tǒng)及其辯識(shí)模型，并論證了辯識(shí)系統(tǒng)解的存在唯一性和解對(duì)初值及參數(shù)的連續(xù)依賴性。 2、以多種細(xì)胞比生長(zhǎng)速率

3、(μ)的經(jīng)驗(yàn)公式構(gòu)成有限維函數(shù)空間的基函數(shù)，根據(jù)最佳逼近原理，在有限維空間中尋找μ的最優(yōu)表達(dá)，依實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了辨識(shí)μ的脈沖控制模型，論述了該模型解的存在性，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化算法求出了辯識(shí)模型的最優(yōu)解。 3、概述了均勻設(shè)計(jì)法和優(yōu)化算法的基本原理，結(jié)合本論文所研究的實(shí)際問(wèn)題，闡述了均勻設(shè)計(jì)法在尋求全局最優(yōu)解方面的優(yōu)越性和傳統(tǒng)Hooke-Jeeves優(yōu)化算法的不足，并予以改進(jìn)，數(shù)值結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法具有更高效的收斂特性且能有效解決