基于模型控制的黑水虻产卵过程优化
系统与控制
2024-08-16 v1 系统与控制
摘要
黑水虻(BSF)幼虫(\textit{Hermetia illucens})是制造动物饲料的宝贵蛋白来源。为最大化其产量，必须提高其繁殖周期的数量与质量，即产卵期间的卵产量。在人工环境中，蝇常闲置笼中而不交配，耗尽能量储备并导致每雌产卵量降低。通过控制育种笼内温度与光照等环境条件，可刺激蝇类以改善产卵输出。然而，此刺激增加了过程的能量需求并可能使蝇应激，导致产卵减少。因此必须以谨慎方式施加控制，这需要了解产卵周期知识。本工作中，开发了描述各蝇类生命阶段及其向产卵过程转变的数学模型。识别相关因素并数学描述其对蝇生命与产卵的影响。利用文献数据辨识参数并评估拟合优度。利用该模型，以最小化能量成本并提高卵产量为目标的优化控制问题被建立。在仿真中，相较(标准)恒定设定点方法，我们的方法在更短时间内以更低能量成本实现了13%更高输出。最优控制可在标准情景60~%的时间内达到同等卵量。
引用
@article{arxiv.2212.05776,
title = {Process Optimization of Black Soldier Fly Egg Production via Model Based Control},
author = {Alexander Kobelski and Arne-Jens Hempel and Murali Padmanabha and Luiz-Carlos Wille and Stefan Streif},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.05776},
year = {2024}
}