本文以微生物生产1,3-丙二醇(简记为1,3-PD)为背景,探讨连续发酵的最优控制问题。本研究为大规模生产1,3-PD提供了参考,也有助于最优控制方向的研究。本文的主要研究成果可概况如下:1.在这个程中,考虑到微生物的增长速率不仅与当前时刻的浓度有关,而且也与之前时刻的浓度有关,因此我们在微生物的浓度变化中加入时滞,建立非线性时滞动力系统,并阐述了相关性质。2.针对提出的时滞动力系统,把稀释速率和注入反应器底物甘油的浓度作为关于时间t的连续函数,并将该函数作为控制变量,以1,3-PD在终端时刻的产量浓度为目标函数,建立最优控制模型。目的是找到一个最优控制策略,以达到目标函数最优。3.该问题是一个带有约束的优化问题,为了寻找最优解,首先,我们利用控制转录技术,然后通过控制向量参数化方法,把原来的问题转换为多阶段的近似最优控制问题。4.在控制向量参数化的基础上,为了找到一个更有效的时间点划分,我们引入基于灵敏度的自适应细化方法。时间划分的区间数量和区间长度都是自适应的,进而找到一个最优的时间网格点划分。另外,为了防止陷入局部最优解,我们把该算法与改进的粒子群算法相结合,从而获得全局最优解。数值结果表明,在最佳策略下,1,3-PD的浓度在终止时刻显著增加,证明了该算法的有效性和价值性。5.考虑到物质的跨膜运输方式,以及3-HPA对细胞生长的抑制作用,我们用八维动力系统描述连续发酵的反应过程,并建立最优控制模型,我们使用上述优化算法来获得最优控制策略。