基于混合指数微分代数方程的冷冻干制高效最优控制
最优化与控制
2025-09-16 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文提出了一种高效的最优控制算法和政策，用于冷冻干制（也称为冷冻干燥）。通过对扩展版仿真算法的使用，推导出最优解和控制政策，将最优控制问题重新表述为混合离散/连续系统的混合指数微分代数方程组（mixed-index differential-algebraic equations），随后通过仿真计算最优控制向量。我们的算法和控制政策通过多个案例研究进行演示，这些案例涵盖了各种冷冻干制和最优控制策略。所有案例研究都能在普通笔记本电脑上在不到一秒的时间内解决，无论其复杂程如何。该方法比传统优化技术快了多个数量级，同时提供类似或更好的精度。该提议算法为冷冻干制的最优控制提供了高效可靠的框架，可扩展到其他具有相态转换的类似系统。
引用
@article{arxiv.2509.10826,
title = {Highly Efficient Optimal Control for Lyophilization via Simulation of Discrete/Continuous Mixed-index Differential-algebraic Equations},
author = {Prakitr Srisuma and Richard D. Braatz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.10826},
year = {2025}
}