生物燃料生产生物反应器的最优控制
最优化与控制
2015-07-07 v2
摘要
生物反应器的动态通量平衡分析基于一个动态问题与一个线性规划的耦合：前者模拟生物量、进料底物和代谢物的演化，后者编码细胞内的代谢活动。我们将该问题置于最优控制的框架下，并提出一种混合公式以模拟宏观与微观层面之间的完全耦合。在混合系统的给定位置上，我们分析了由庞特里亚金极大值原理给出的必要条件，并讨论了奇异弧的存在性。特别是对于单输入情形，我们证明了最优控制是 bang-bang 控制。对于多输入情形，在适当的假设下，我们证明了关于初始条件在一般意义下最优控制是 bang-bang 控制。
引用
@article{arxiv.1303.6688,
title = {Optimal control of a bioreactor for biofuel production},
author = {Roberta Ghezzi and Benedetto Piccoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.6688},
year = {2015}
}
备注
Changes with respect to version 1. Section 3 is split into two subsections: 3.1 where the single-input model is studied and section 3.2 where a unified multi-input model including three controls (glucose, xylose, oxygen concentrations) is studied with consequent improvement of Theorem 1. Section 4 compares results obtained with previous literature