非線性時(shí)滯脈沖動(dòng)力系統(tǒng)的辨識(shí)、優(yōu)化及應(yīng)用.pdf

1、本文以甘油為底物、采用微生物歧化方法生產(chǎn)1，3-丙二醇的連續(xù)及批示流加過程為背景，針對(duì)發(fā)酵過程的特性和動(dòng)態(tài)行為，分別建立了符合各自特性的非線性微分動(dòng)力系統(tǒng)及其參數(shù)辨識(shí)模型，論述了系統(tǒng)的性質(zhì)及其可辨性，并采用不同的優(yōu)化算法進(jìn)行數(shù)值算例。本文在講主要工作之前還對(duì)非線性脈沖微分系統(tǒng)的發(fā)展概況，一些性質(zhì)和定理等做了部分簡(jiǎn)單介紹。本課題受到國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“非線性分段光滑動(dòng)力系統(tǒng)的理論與方法”(編號(hào)為10471014)和國(guó)家“十五”科技攻

2、關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“發(fā)酵工程生產(chǎn)1，3-丙二醇”(編號(hào)為2001BA708B01-04)的資助。此項(xiàng)研究，為實(shí)現(xiàn)1，3-丙二醇的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)，因此，該項(xiàng)目研究具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。本論文的主要工作如下： 1.以往的研究多數(shù)是以間歇發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵為基礎(chǔ)的，而對(duì)批示流加的研究則很少，目前還沒有在模型中引入時(shí)滯，來考慮其辨識(shí)問題的文獻(xiàn)。本文根據(jù)甘油生物轉(zhuǎn)化為1，3-丙二醇的批示流加過程所建立的非線性脈沖動(dòng)力系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際過程

3、，建立了帶時(shí)滯的非線性脈沖動(dòng)力系統(tǒng)。討論了系統(tǒng)解的存在性、唯一性及解關(guān)于初始函數(shù)和初始脈沖點(diǎn)的連續(xù)依賴性。 2.構(gòu)造了關(guān)于時(shí)滯為參數(shù)的辨識(shí)模型，證明了其可辨性，并用改進(jìn)的模擬退火算法進(jìn)行了數(shù)值模擬。在數(shù)值計(jì)算中，從最后的結(jié)果可以看出，在該模型中引入時(shí)滯是可行的，該優(yōu)化算法是有效的。 3.針對(duì)連續(xù)發(fā)酵的特點(diǎn)，在以往研究的基礎(chǔ)上建立了簡(jiǎn)化的連續(xù)發(fā)酵的參數(shù)辨識(shí)模型，論述了該辨識(shí)模型解的存在性，提出參數(shù)影響度的概念，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行