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Run-to-run optimization for Fed-batch Fermentation Process with swarm energy conservation particle swarm optimization Algorithm

引用

Chinese Journal of Chemical Engineering 2010年第5期18卷 787-794页

作者：王建林薛尧予于涛赵利强 College of Information Science and Technology Beijing University of Chemical Technology Beijing 100029 China

An iterative optimization strategy for fed-batch fermentation process is presented by combining a run-to-run optimization with swarm energy conservation particle swarm optimization (SEC-PSO). SEC-PSO, which is designed with the concept of energy conservation, can solve the problem of premature convergence frequently appeared in standard PSO algorithm by partitioning its population into several sub-swarms according to the energy of the swarm and is used in the optimization strategy for parameter identification and operation condition optimization. The run-to-run optimization exploits the repetitive nature of fed-batch processes in order to deal with the optimal problems of fed-batch fermentation process with inaccurate process model and unsteady process state. The kinetic model parameters, used in the operation condition optimization of the next run, are adjusted by calculating time-series data obtained from real fed-batch process in the run-to-run optimization. The simulation results show that the strategy can adjust its kinetic model dynamically and overcome the instability of fed-batch process effectively. Run-to-run strategy with SEC-PSO provides an effective method for optimization of fed-batch fermentation process.

关键词： run-to-run optimization fed-batch process particle swarm optimization swarm energy conservation particle swarm optimization

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