fevereiro 2015 vol. 1 num. 2 - XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química

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ESTUDO DO DESEMPENHO DO ALGORITMO DE EVOLUÇÃO DIFERENCIAL NA SOLUÇÃO DE UM PROBLEMA DE OTIMIZAÇÃO DINÂMICA DE FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA EM BATELADA

NASCENTES, C. L.; MURATA, V. V.;

Artigo:

Os Problemas de Otimização Dinâmica em processos de fermentação alcoólica em batelada alimentada são singulares na variável de controle. A solução destes problemas através de métodos numéricos clássicos (Indiretos, Diretos, Híbridos) exige um grande número de diferenciações de uma Função Identificadora de Fases para tornar a variável de controle explícita. O algoritmo de Evolução Diferencial, de natureza estocástica e de inspiração biológica, é de fácil implementação, com histórico de aplicações diversas em problemas de otimização. A obtenção da solução de um Problema de Otimização Dinâmica singular através do algoritmo de Evolução Diferencial suprimi o grande número de manipulações algébricas necessárias para a solução através de métodos clássicos de solução. Uma análise que relaciona diferentes sementes (geradores de números pseudo-aleatórios distribuídos uniformemente) e diferentes parâmetros penalidade é realizada observando a variação da Função Objetivo. A análise demonstra a importância do parâmetro penalidade no atendimento da restrição e no valor da Função Objetivo.

Artigo:

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0601-24764-148412

Referências bibliográficas
  • [1] ASSASA, F., MARQUARDT, W. Dynamic optimization using adaptive direct multiple shooting. Computers and Chemical Engineering, v. 60, p. 242-259, 2014.
  • [2] BORGES, P. C. S. Otimização Dinâmica da Fermentação Alcoólica no Processo em Batelada Alimentada. Dissertação (Mestrado), Universidade Federal de Uberlândia, 2008.
  • [3] BRYSON, A. E., HO, Y. C. Applied Optimal Control. Hemisphere Publishing Washington ,1975.
  • [4] FEEHERY, W. F. Dynamic optimization with path constraints. Tese (Doutorado) – Massachusetts Institute of Technology, 1998.
  • [5] FU, P. C., BARFORD, J. P. Non-singular optimal control for fed-batch fermentation processes with a differential-algebraic system model. J. Proc. Cont., v.3, n° 4, 1993.
  • [6] KAPADI, M., GUDI, R. D. Optimal control of fed-batch fermentation involving multiple feeds using Differential Evolution. Process Biochemistry, v.39, p. 1709–1721, 2004.
  • [7] LOBATO, F.S., OLIVEIRA-LOPES, L.C., MURATA, V.V. A Novel Hybrid Optimization Algorithm for Differential-Algebraic Control Problems. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v.24, n° 3, p. 445-452, 200
  • [8] LOBATO, F.S. Determinação do Perfil Ótimo de Alimentação de Substrato no Processo de Fermentação Alcoólica-Influência da Condição Inicial. Mat. Apl. Comput., 12, No. 1 ,p.1-10, 2011.
  • [9] MODAK, J.M., LIM, H. C. General Characteristics of optimal feed rate profile for various fed-batch fermentation process. Biotechnol. Bioeng, 28, p.1396-1407, 1986.
  • [10] PFEIFER, A. A. Controle Ótimo de Sistemas Algébrico- Diferenciais com Flutuação do Índice Diferencial, Dissertação (Mestrado), Universidade Federal de Uberlândia, 2007.
  • [11] ROCHA, M., MENDES R., ROCHA, O.,ROCHA, I., FERREIRA,E.C. Optimization of fed-batch fermentation processes with bio-inspired algorithms. Experts Systems with Applications, 41, p.2186-2195, 2014.
  • [12] ROHMAN, F. S., AZIZ, N. Optimization of batch electrodialysis for hydrochloric acid recovery using orthogonal collocation method. Desalination, v. 275, p.37-49, 2011.
  • [13] STRYK, O., BULIRSCH, R. Direct and indirect methods for trajectory optimization. Annals of Operations Research, v. 37, p.357-373, 1992.
  • [14] UPRETI, S. R. A new robust technique for optimal control of chemical engineering processes. Computers and Chemical Engineering, v.28, p.1325–1336, 2004.
Como citar:

NASCENTES, C. L.; MURATA, V. V.; "ESTUDO DO DESEMPENHO DO ALGORITMO DE EVOLUÇÃO DIFERENCIAL NA SOLUÇÃO DE UM PROBLEMA DE OTIMIZAÇÃO DINÂMICA DE FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA EM BATELADA", p. 11590-11597 . In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2359-1757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0601-24764-148412

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