本文对最优控制在微生物发酵生产1,3-丙二醇和空调系统冰蓄冷工程领域中的应用分别进行了探讨.在微生物发酵中,以批式流加发酵生产1,3-丙二醇的控制为设计目标,首先,前馈控制批式流加,同时碱的流加采用耦联方式,依数值优化结果和pH值耦联控制的优化计算,设计了控制策略；其次,探讨了非耦联控制,pH值根据传感器自动检测的逻辑控制；最后,根据微生物发酵的菌体生长特性与二氧化碳浓度的相关性,把微生物发酵过程分为对数生长期和稳定期两个阶段,进行了反馈控制批式流加的设计.此项研究得到了国家自然科学基金、“973计划”及“863计划”的资助.另外,本文还对空调系统冰蓄冷工程的最优控制进行了研究,空调系统中冰蓄冷工程的设计符合国家近些年提倡的节能减排的要求,通过建立冰蓄冷过程的非线性非光滑的混合整数规划,构造优化算法并应用于具体工程实例中,取得了良好的效果.冰蓄冷通过“削峰填谷”的方式,将空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期,均衡了城市电网负荷.降低了用户的运行费用.本文取得的主要研究成果如下：1.依刘重阳等人研究的耦联填料批式流加发酵的数值模拟结果,考虑自动控制的可实现性,提出了把优化甘油泵流速转化为固定流速、优化流加时间的控制策略;针对用甘油批式流加发酵生产1,3-丙二醇的工艺要求,从控制电路图、软件控制流程到上位软件进行了设计.2.针对非耦联发酵生产1,3-丙二醇的批式流加过程,依据该生物过程的动力系统最优控制的数值结果,设计了批式流加前馈控制和加碱泵根据pH值的变化进行的自动控制,分别从设计电路图、PLC程序设计到计算机监控系统进行了设计;之后又进-步讨论了甘油泵的反馈控制,批式流加过程中根据二氧化碳浓度的变化,流加过程分为对数生长期和稳定期两个阶段,批式流加的控制策略也分成两部分,在实验室现有条件下,进行了电控箱的设计,PLC程序的编写,上位软件的设计,此部分程序通过不断调试和修改,现已在实验室成功运行.3.以多周期多设备冰蓄冷系统运行的动态过程为主要约束,以设备运行状态等为离散优化变量,以设备流体流速等为连续优化变量.以系统运行总费用为目标函数,建立了非线性非光滑的混合整数规划,并论述了该规划问题最优解的存在性.依离散优化变量的有限性,把这个优化问题等价地分解成有限多个关于连续优化变量的线性规划,构造具体的优化算法,最后应用于一个实际冰蓄冷系统,表明了数学模型及优化算法等的正确与有效性,缓解了用电高峰的用电量,并降低了用户的运行费用.