微生物批式流加发酵动力系统及参数辨识

微生物批式流加发酵生产1,3-丙二醇是一种重要的生产方式,但是目前研究只考虑了细胞外5种物质浓度的变化,没有考虑代谢机理、细胞内物质浓度的变化及重要的中间产物。本文将细胞内甘油、3-羟基丙醛和1,3-丙二醇三种物质的浓度变化考虑在内,假设甘油跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,1,3-丙二醇的跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,建立了微生物批式流加发酵动力系统。以实验值与计算值的误差平方和作为性能指标建立参数辨识模型,并用改进的粒子群算法求解模型中参数。结果表明,改进后模型平均相对误差比现有文献略有降低,说明了模型的有效性。     

微生物批式流加发酵的建模及基于HPSO算法的参数辨识

研究了微生物批式发酵甘油生产1,3 丙二醇过程的建模和参数辨识。由于流加过程中甘油和碱被间断地注入发酵罐,因而本文提出一个非线性多阶段动力系统描述该过程,并讨论了该系统的性质。以实验数据和计算值之间误差平方和最小为性能指标,建立了系统辨识模型,并证明了参数的可辨识性。最后构造了混杂粒子群算法求解该参数辨识模型,数值结果表明实验观测值和计算值之间的误差比已有文献降低了176％～4177％,因而该系统能更好的描述批式流加发酵过程。     

微生物批式流加发酵的建模及基于HPSO算法的参数辨识（英文）

研究了微生物批式发酵甘油生产1,3-丙二醇过程的建模和参数辨识。由于流加过程中甘油和碱被间断地注入发酵罐,因而本文提出一个非线性多阶段动力系统描述该过程,并讨论了该系统的性质。以实验数据和计算值之间误差平方和最小为性能指标,建立了系统辨识模型,并证明了参数的可辨识性。最后构造了混杂粒子群算法求解该参数辨识模型,数值结果表明实验观测值和计算值之间的误差比已有文献降低了1.76%～41.77%,因而该系统能更好的描述批式流加发酵过程。     

微生物连续发酵过程线性反馈最优控制

研究了一类微生物连续发酵生产1,3-丙二醇的线性反馈最优控制策略.将稀释速率D和注入的甘油浓度C_(s0)作为控制变量,建立线性反馈控制器使得1,3-丙二醇的产量最大化.首先通过非线性动力系统模型,将最优化问题描述出来并引入线性反馈策略,使用精确罚方法找到这个半无限优化问题的近似问题.进而基于梯度优化,使用一种标准的非线性优化方法给出了近似问题的解,从而得到原优化问题的最优解并求得反馈控制参数.由于线性反馈控制策略可以实现闭环控制,很好地保证了鲁棒性,取得了一定的成效.     

流加发酵法生产碱性蛋白酶

采用流加法生产碱性蛋白酶,与分批发酵法相比,产酶活力提高10％以上,特别是以糊精为碳源时,产酶活力可提高20％以上。     

采用气升式反应器葡萄糖母液流加发酵红曲色素的研究

以葡萄糖母液为原料,对在气升式生物反应器中流加发酵生产红曲色素进行了研究,建立了简单的数学模型控制流加,结果表明,当总葡萄糖母液浓度为１５０ｇ／Ｌ时,以９０ｇ／Ｌ初始葡萄糖母液开始发酵,当流加因子Ｋ＝０．００１３时,变速流加发酵组的色素浓度比非流加发酵组的色价增加３２％。     

透明质酸发酵流加过程的研究

研究了透明质酸发酵的流加过程,对碳源的简单分批流加、指数流加、前中期指数流加+后期控制糖浓度的流加以及前期指数流加+中期控制糖浓度的流加这四种不同流加方式进行了探讨,得到最佳流加方式,透明质酸发酵水平稳定在4g/L以上。     

利用葡萄糖母液流加发酵提高夫法酵母产量的研究

以葡萄糖母液为基质对夫法酵母进行了间歇，恒速及变速流加发酵实验，建立了简单，数学模模型流加。实验结果表明，以葡萄糖母液为基质培养夫法酵母生产胡萝卜素是可行的。同时，变速流加可显著提高夫法酵母的产量。当流加控制因子Ｋ＝８．７＊１０＾－４时，变速流加发酵比间歇发酵夫法酵母产量提高了５８．４％。     

流加培养裂殖壶菌发酵生产二十二碳六烯酸

利用流加技术高密度培养裂殖壶菌生产二十二碳六烯酸(DHA),根据裂殖壶菌间歇发酵的特性,通过分别流加浓缩全培养基和高浓度葡萄糖(600 g/L)以提高细胞密度和DHA含量.结果表明,当培养过程中葡萄糖浓度降至10 g/L左右时,采用变速流加葡萄糖使发酵液的糖浓度维持在10～20 g/L之间,对裂殖壶菌的生长和脂肪酸的积累最有利,发酵120 h后,其生物量、脂肪酸以及 DHA含量达到最大值,分别为60.6、40.2和8.0 g/L,DHA 累计速率为66.7 mg/(L·h).     

2—酮基—L—古龙酸流加发酵过程的在线控制

开发了用生生产２－酮基－Ｌ－古龙酸流加发酵过程的在线控制系统。该系统可在线检测和控制发酵温度，ｐＨ，ＤＯ，罐压等环境参数，并可控制糖液，碱液等补料的流加。经７０ｍ＾３环隙气升式发酵拉萨市人的试验表明，该控制系统工作可靠，抗干扰能力强，控制品质好，便于操作，能满足生产工艺要求。     

关于火车最优控制问题的研究

文章考虑用控制参数增强技术的方法来求解火车最优离散值控制问题.我们将最优离散值控制问题等价转化为一个关于预先固定切换点的分段常数控制函数的控制问题,再用已有方法求解.     

受到干扰的仿射非线性系统超二次最优控制问题

研究了带初始和持续干扰的仿射非线性系统超二次最优控制问题，引进了相应控制问题的Ｒｉｃｃａｔｉ方程并刻划了原最优控制问题与相应Ｒｉｃｃａｔｉ方程之间的密切关系。     

充分非线性Burgers方程的最优控制

研究充分非线性Burgers方程：ut-kUxx U^nUx,=0在Dirichlet边界条件下的最优控制问题．给出了边界条件下的充分非线性Burgers方程解的存在性以及解的稳定性;并给出了充分非线性Burgers方程的最优控制;证明了充分非线性Burgers方程的最优解的存在性．为进一步研究充分非线性Burgers方程的理论和工程技术应用提供了理论基础和依据．     

充分非线性KdV-Burgers方程的最优控制

研究充分非线性KdV-Burgers方程：Ut-kuxx βuxxx u^nu^x=f在Dirichlet边界条件下的最优控制问题,给出了边界条件下的充分非线性KdV-Burgers方程解的存在性以及解的稳定性,证明了充分非线性KdV-Burgers方程的最优解的存在性,为进一步研究充分非线性KdV-Burgers方程的理论和工程技术应用提供了理论基础和依据．     

多变量生物发酵过程的解耦控制

把非线性系统的逆系统方法与神经网络非线性辨识技术相结合 ,提出了一种基于神经网络逆系统的发酵过程多变量解耦控制策略 .当过程模型缺乏足够的先验知识时 ,所提出的解耦控制策略对多变量非线性连续发酵过程取得了良好的控制性能 .仿真结果表明 ,提出的解耦控制方法能够适应过程模型的不确定性和参数的时变性 ,具有较强的鲁棒性 .克服了基于微分几何理论的逆系统解耦控制方案依赖于过程模型和对模型参数变化很敏感的缺点 .     

重组大肠杆菌分批-补料培养生产类人胶原蛋白的过程控制

目的优化重组大肠杆菌高密度发酵的调控工艺。方法通过考察比生长速率、3种控氧方式以及诱导强度对细胞和类人胶原蛋白产量的影响,确定最佳的发酵工艺。结果比生长速率显著影响类人胶原蛋白的产量,且最适比生长速率为0.15～0.20h-1;在提高罐压的条件下,细胞和类人胶原蛋白的浓度均显著高于其他两种控氧方式,充入富氧空气的细胞和类人胶原蛋白的浓度均最低;诱导强度对细胞生长和蛋白质表达的影响非常大,当细胞浓度达47±2g/L(DCW)时,开始升温至42℃进行诱导,最佳条件为42℃保温2～3h,然后降温至39℃继续培养5～6h。结论通过优化重组大肠杆菌分批补料培养生产类人胶原蛋白的工艺,使得细胞和类人胶原蛋白浓度分别达68.94g/L(DCW)和13.02g/L。     

一类非线性周期种群系统的最优收获控制

讨论了一类非线性周期种群系统的最优收获问题.证明了该系统解的适定性,并利用Mazurs引理证明了最优收获控制的存在性.     

一类非线性种群扩散系统的最优捕获控制

讨论了一类与年龄相关的非线性种群扩散系统的最优捕获控制问题,证明了最优捕获控制的存在性,并给出了控制为最优的必要条件.这些结果可为非线性种群扩散系统最优控制问题的实际研究提供理论基础.     

反周期发展变分不等式系统的最优控制

首先讨论Hilbert空间中发展变分不等式反周期解的存在性,进而给出对应最优控制存在的充分条件.最后,将理论结果应用到非线性偏微分方程及相应的最优控制问题中.