1、本文以生物化工領(lǐng)域中的一個實際課題-甘油歧化生產(chǎn)1,3-丙二醇的間歇、連續(xù)及批式流加發(fā)酵一為背景，針對微生物發(fā)酵過程的動態(tài)行為特征，研究一類非線性多階段動力系統(tǒng)和非線性隨機動力系統(tǒng)的參數(shù)辨識與最優(yōu)控制，該項研究得到國家自然科學(xué)基金、“973”和“863”等項目的資助，本文的工作不僅豐富了非線性動力系統(tǒng)及其最優(yōu)控制的理論，而且為實現(xiàn)1,3-丙二醇的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了參考.因此該項研究具有重要的理論意義與應(yīng)用價值.本文的主要工作可概括如下：<

2、br>　　 1.在甘油歧化生產(chǎn)1,3-丙二醇的間歇和批式流加發(fā)酵過程中，根據(jù)微生物生長特點，整個發(fā)酵過程可分為發(fā)育期、生長期和穩(wěn)定期三個階段，通過修正微生物比生長速率函數(shù)，分別建立描述間歇和批式流加發(fā)酵的非線性多階段動力系統(tǒng)，證明了系統(tǒng)解的存在唯一性，為了使所研究的模型能更準確地描述實際過程，建立參數(shù)辨識模型，并根據(jù)模型的特點構(gòu)造改進的區(qū)間分割優(yōu)化算法，計算出最優(yōu)參數(shù)值.數(shù)值結(jié)果表明，利用非線性多階段動力系統(tǒng)求得的計算值與實驗值的相對

3、誤差較已有的模型有明顯的減小，該模型更適于描述間歇和批式流加發(fā)酵過程。
　　 2.將隨機非線性動力系統(tǒng)應(yīng)用到生物化工領(lǐng)域，用其描述了間歇、連續(xù)發(fā)酵過程。通過實驗數(shù)據(jù)對內(nèi)在隨機性的強度進行估計并建立以隨機微分方程為基礎(chǔ)的隨機模型.研究了隨機系統(tǒng)的解的存在唯一性、二階矩有界性和馬爾科夫性并進行了數(shù)值模擬。
　　 3.針對具有實際背景的描述一定生物量的隨機微分模型，構(gòu)造了一個閉凸子集，并證明了該子集是隨機系統(tǒng)的生存集.以初始狀