改进的微生物连续发酵动力系统及参数辨识-信阳师范学院学报.pdf

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信阳师范学院学报:自然科学版 Journal of Xinyang Normal University 第27卷  第1期  2014年1月 Natural Science Edition Vol.27 No.1Jan.2014 DOI:10.3969/ j.issn.1003⁃0972.2014.01.004 改进的微生物连续发酵动力系统及参数辨识 1a∗ 1a 2a 2b 1b 王  艳 ,李晓红 ,冯恩民 ,修志龙 ,王  勇 (1.辽宁科技大学 a.理学院;b.化工学院,辽宁鞍山114051; 2.大连理工大学 a.应用数学系;b.环境生命学院,辽宁 大连 116024) 摘  要:以微生物连续发酵生产1,3⁃丙二醇为背景,研究了非线性动力系统及其参数辨识问题. 首先根据 发酵过程的特征和动态行为,在底物甘油过量的条件下,考虑了细胞内甘油与1,3⁃ 丙二醇的浓度变化,改进了 描述微生物连续发酵过程的非线性动力系统,分析并论述了该非线性动力系统的主要性质;其次以平均相对误 差为性能指标,建立了参数辨识最优化模型,并用粒子群算法求解.计算结果表明,该模型适合描述主要产物 1,3⁃ 丙二醇的动态行为,但用来描述副产物的浓度变化率不够精确. 关键词:微生物发酵;非线性动力系统;参数辨识 中图分类号:O221.2    文献标志码:A    文章编号:1003⁃0972(2014)01⁃0012⁃03 Improved Dynamic System of Microbial Continuous Fermentation and Its Parameter Identification 1a∗ 1a 2a 2b 1b Wang Yan ,Li Xiaohong ,Feng Enmin ,Xiu Zhilong ,Wang Yong (1.a.School of Science;b.School Chemical Engineering, University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051,China; 2. a. Department of Applied Mathematics;b. Department of Biotechnology, Dalian University of Technology,Dalian 116024,China) Abstract:Based on the producing 1,3⁃propanediol from continuous fermentation of glycerol,a dynamic system model and its parameter identification were investigated. Firstly,under substrate⁃excess conditions,according to the dynamic behaviors and characteristics,thecorrespondingnonlinear dynamic systemwasimprovedby consideringintra⁃ cellular substancesand 1,3⁃propanediol. Thenthemajorpropertiesof

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