切换非线性随机系统的最优控制及在发酵过程中的应用研究

项目名称： 切换非线性随机系统的最优控制及在发酵过程中的应用研究

项目编号： No.61403018

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 黄冉

作者单位： 北京化工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目拟以切换非线性随机系统为对象，研究其最优控制这一新问题，并应用到批式流加发酵过程中。为达此目标，拟开展如下几个问题的研究：1）提出一种基于切换时刻参数化方法的最优控制方案；2）引入受控参数和构造切换面，提出一种最优切换面的控制方案；3）利用微分变换法，研究此类系统的二阶两点边值问题的数值解，进而求取目标函数关于切换时刻、受控切换面参数的梯度，并提出一种多层优化方案；4）针对批式流加发酵动力系统本质上具有随机波动、切换特性，采用切换非线性随机系统对其进行描述与研究，实现其间歇和流加过程间的最优切换控制。项目的主要意义是从切换控制的角度探求发酵过程中流加时序和速度优化的基础理论和研究方法，为提高发酵过程中菌种的生产性能提供一种新的思路。

中文关键词： 非线性随机系统；切换系统；最优控制；自适应控制；批式流加发酵

英文摘要： This project aims to explore optimal control for a class of switched nonlinear stochastic systems, and the application of the methods to be proposed to fed-batch fermentation processes is also considered. To this end, the following topics will be studied:

英文关键词： nonlinear stochastic system；switched system；optimal control；adaptive control；fed-batch fermentation process