甘油连续发酵酶催化动力系统的最优控制

摘要

本文以微生物连续发酵生产1，3-丙二醇为实际背景，研究甘油连续发酵酶催化动力系统的稳定性与最优控制。本文的主要内容包括非线性动力系统平衡点的存在性和稳定性条件，并以该系统为主要约束，建立了非线性最优控制模型并证明了最优解的存在性。 本文取得的主要结果可概括如下： 1、对甘油连续发酵酶催化非线性动力系统进行了稳定性分析。给出了平衡点存在的条件和平衡点稳定性条件，从理论上解释了实验中出现的震荡或分叉现象。说明了在生产实践过程中，可选择适当的稀释速率与注入甘油浓度，使系统达到稳定的平衡态。 2、研究了甘油连续发酵酶催化过程的最优控制问题。以产物1，3-丙二醇的生产强度最大化为目标函数，并以该过程的非线性动力系统为主要约束，建立最优控制模型，分析了系统及其解的性质，进而证明模型最优解的存在性。从理论上说明可以通过最优控制模型，找到使1，3-丙二醇生产强度最大的操作条件。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 微生物发酵法生产1,3-丙二醇的研究概况

1.1.1微生物发酵过程简介

1.1.2微生物发酵生产1,3-丙二醇的发展

1.1.3微生物发酵中用到的数学方法及研究进展

1.2系统生物学研究现状及意义

1.3非线性最优控制的研究现状及意义

1.4本文主要工作

2预备知识

2.1甘油连续发酵酶催化动力系统

2.2代谢过程基因调控机理

2.3 微分动力系统稳定性

2.4集值分析的基础知识

3非线性动力系统稳定性分析

3.1 稳定性分析的意义

3.2平衡点存在性

3.3平衡定稳定性

3.4实际操作中的意义

4非线性动力系统的性质与最优控制

4.1 非线性动力系统的性质

4.2酶催化连续发酵过程的最优控制问题及最优解的存在性

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢