非線性脈沖動力系統(tǒng)的最優(yōu)控制及應(yīng)用.pdf

1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文非線性脈沖動力系統(tǒng)的最優(yōu)控制及應(yīng)用姓名：高彩霞申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：運籌學(xué)與控制論指導(dǎo)教師：馮恩民20050401大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文A b s t r a c tT h i sd i s s e r t a t i o ns t u d i e s t h en o n l i n e a rd i f f e r e n t i a l d y n a m i c a ls y s t e m sa n

2、 dt h e i ro p t i m a lc o n t r o lp r o b l e m sw i t ht h eb i o - d i s s i m i l a t i o no fg l y c e r o lt o1 ，3 - p r o p a n e d i o lb yk l e b s i e l l ap n e u m o n i a e i nt h eb a c k g r o m l d ．T h

3、 e c o n t e n t si n c l u d et h en o n l i n e a rd i f f e r e n -t i a ld y n a m i c a ls y s t e m so ft h em i c r o b i a lc o n t i n u o u sa n db a t c hc u l t u r e s ，t h en o n l i n e a ri m p u l s i v

4、es y s t e mo ff e d - b a t c hf e r m e n t a t i o n ，t h e i rp a r a m e t e ri d e n t i f i c a t i o nm o d e l sa n do p t i m a l c o n t r o l s ．T h e p r o p e r t i e so f t h e s o l u t i o nt ot h es y s

5、 t e m sa n d t h e i rc o n t r o l l a b i l i t ya r ed i s c u s s e d ．T h en ] a i nr e s u l t sc a nn o to n l ya d v a n c et h ed e v e l o po ft h et h e o r ya n da l g o r i t h mo f i m p u l s i v ed i f f

6、 e r e n t i a le q u a t i o n sa n do p t i m a [ c o n t r o l ，b u ta l s or e d u c et h ee x p e r i m e n t a lc o s ta n d p r o v i d ec e r t a i nr e f e r e n c ef o ri n d u s t r i a l i z a t i o no f 1 ，3

7、 - p r o p a n e d i o lp r o d u c t i o nb yf e r m e n t a t i o n ．S ot h i ss t u d y i sv e r yi n t e r e s t i n gi nb o t ht h e o r ya n d p r a c -t i c e ．T h em a i nr e s u l t s ．o b t a i n e di nt h i sd

8、 i s s e r t a t i o n ，m a yb es u m m a r i z e da sf o l l o w s ：l 。T h en o u l i n e a rd i f f e r e n t i a l d y n a m i cs y s t e m so fc o u t i n u o u sa n db a t c hf e r m e n -r a t i o n st ol ，3 - p r

9、o p a n e d i o lb yk l e b s i e U ap n e u m o n i a e a r ei n v e s t i g a t e d ．C o n s i d e r i n gb i ge r r o r s b e t w e e nt h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t sa n d c o m p u t a t i o n a l v a l u

10、 e si n t h e p r e v i o u s w o r k s ，T h e p a r a m e t e ri d e n t i f i c a t i o nm o d e l sf o rt h es y s t e m sa r ee s t a b l i s h e d ．T h e e x i s t e n c eo ft h es o l u t i o n so ft h ep a r a m e

11、 t e ri d e n t i f i c a t i o nm o d e l s i sp r o v e da n d t h en e c e s s a r yc o n d i —t i o n so fo p t i m a l i t ya r e o b t a i n e d ．T h e f e a s i b l eo p t i m i z a t i o na l g o r i t h m sa r e

12、 c o n s t r u c t e dt of i n d t h eo p t i m a ] p a r a m e t e r sf o rt h es y s t e m si na c c o r d a n c ew i t ht h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s ．A c c o r d i n gt ot h en o n l i n e a rd y n a m i

13、c a ls y s t e mo ft h eb a t c hf e r m e n t a t i o n ，t h et e r m i n a l o p t i m a l c o n t r o l m o d e l i se s t a b f i s h e dw i t ht h e i n i t i a ls t a t ea si t sc o n t r o l v a r i a b l ea n d t

14、 h eo p t i m a l s o l u t i o ni so b t a i n e d a c c o r d i n gt oa n a c t u a lp r o b l e m ．2 ．T h en o n l i n e a ri m p u l s i v ed y n a m i c a ls y s t e mo ff e d - b a t c hf e r m e n t a t i o na n d

15、i t sp a r a m e t e r s i d e n t i f i c a t i o np r o b l e m a r e i n v e s t i g a t e di nt h e p r o c e s s o f b i o - d i s s i m i l a t i o no fg l y c e r o lt o1 , 3 - p r o p a n e d i o lb yk l e b s i

16、e l l ap n e u m o n i a e ．A n o n l i n e a ri m p u l s i v ed y n a m i c a ls y s t e m o f t h ef e d - b a t c h c u l t u r ea n d i t sp a r a m e t e r si d e n t i f i c a t i o np r o b l e m a r e p r o p o

17、s e d ．T h eq u e s t i o n so fe x i s t e n c e ，t m i q u e n e s sa n dr e g u l a r i t yp r o p e r t i e so fs o l u t i o n sf o r t h ei m p u l s i v es y s t e ma n d t h ec o n t i n u o u sd e p e n d e n c

18、eo f s o l u t i o n so n i n i t i a lv a l u e sa n d t h ec o n t r o lv a r i a b l ea r es t u d i e d o n t h e p i e c e w i s ec o n t i n u o u ss p a c e s ．B a s e d o n t h e c o m p a c t —n e s so ft h es o

19、 l u t i o ns e t o ft h es y s t e m ，t h ee x i s t e n c eo ft h ep a r a m e t e r si d e n t i f i c a t i o np r o b l e ma n dt h en e c e s s a r yc o n d i t i o no fo p t i n m l i t yf o rt h es y s t e ma r e