کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
688804 889572 2014 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Optimization of a fed-batch bioreactor for 1,3-propanediol production using hybrid nonlinear optimal control
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی بیوراکتور دسته ای فدرال برای تولید 1،3 پروپاندیول با استفاده از کنترل بهینه مطلوب غیر هیجانی
کلمات کلیدی
کنترل بهینه، سیستم هیبریدی، محدودیت مسیر نابرابر، سیستم حساسیت پارامتری الگوریتم بهینه سازی،
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی تکنولوژی و شیمی فرآیندی
چکیده انگلیسی
A nonlinear hybrid system was proposed to describe the fed-batch bioconversion of glycerol to 1,3-propanediol with substrate open loop inputs and pH logic control in previous work [47]. The current work concerns the optimal control of this fed-batch process. We slightly modify the hybrid system to provide a more convenient mathematical description for the optimal control of the fed-batch culture. Taking the feeding instants and the terminal time as decision variables, we formulate an optimal control model with the productivity of 1,3-propanediol as the performance index. Inequality path constraints involved in the optimal control problem are transformed into a group of end-point constraints by introducing an auxiliary hybrid system. The original optimal control problem is associated with a family of approximation problems. The gradients of the cost functional and the end-point constraint functions are derived from the parametric sensitivity system. On this basis, we construct a gradient-based algorithm to solve the approximation problems. Numerical results show that the productivity of 1,3-propanediol can be increased considerably by employing our optimal control policy.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Process Control - Volume 24, Issue 10, October 2014, Pages 1556-1569
نویسندگان
, , , ,