史洪岩
- 作品数：11 被引量：31H指数：3
- 供职机构：沈阳化工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划辽宁省博士科研启动基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术化学工程轻工技术与工程医药卫生更多>>
- 生物柴油酯交换过程优化控制仿真平台的设计
- 2014年
- 生物柴油酯交换过程具有非线性、时变性和多变量耦合等复杂特性,采用常规控制方法很难获得较好的控制效果,为检验先进优化控制算法在实际生产过程中的应用效果,开发设计了生物柴油酯交换过程优化控制仿真平台。平台采用模块化设计,通过MATLAB和C++.net编程平台之间的数据交互,有效模拟了工艺过程的动态特性,实现了先进优化控制策略的仿真。实验结果表明系统交互性和扩展性优良,为先进优化控制算法的研究提供了良好的验证环境。
- 史洪岩苑明哲王天然
- 关键词：生物柴油优化控制仿真平台
- 复杂生物过程的仿真分析被引量：4
- 2014年
- 随着系统生物学研究的不断深入,生物过程网络的规模逐步拓展,模型的复杂程度也越来越高,客观上需要不同的分析方法去应对。针对典型的酿酒酵母糖酵解途径和流行病免疫防治过程的动态模型,分别利用Matlab和开源计算工具CVODE进行常规的数值积分求解,其结果与文献报道吻合;以此作为参照,将生物过程的动态模型离散化后利用基于内点法的非线性规划解题器IPOPT进行数学规划求解,计算结果显示,Matlab、CVODE及IPOPT对不同类型、规模的动态模型有不同的适用性;通过调整模型的离散参数,IPOPT可得到与参照一致的仿真结果,这表明非线性规划可作为分析优化生物过程这类大规模复杂系统的方法。
- 潘多涛史洪岩黄明忠袁德成
- 关键词：系统生物学代谢途径糖酵解计算机仿真非线性规划
- 仿射不变子空间特征及其在图像匹配中的应用被引量：3
- 2014年
- 提出了一种新的基于子空间的仿射不变图像匹配算法。首先,分析了仿射不变特征空间的非线性几何结构,给出了图像特征的仿射不变子空间表示模型。其次,根据目标特征矩阵由它的正交投影矩阵唯一确定这一特性实现特征的全局一致性匹配。最后,通过计算同一目标在仿射变换下的子空间几何距离度量达到匹配识别的目的。模拟变换匹配实验和真实图像序列实验结果表明:所提出的匹配方法对仿射变化下的图像目标匹配具有很好的适应性和较高的鲁棒性。
- 王国刚史洪岩汪滢袁德成
- 关键词：子空间仿射变换
- 酿酒酵母代谢过程的振荡分析被引量：3
- 2017年
- 振荡现象是生物的固有特征,在不同生物动态过程中都起着重要作用。为探究生物代谢过程中振荡产生的条件,以典型的酿酒酵母发酵生产乙醇过程为研究对象,采用函数连续性分析方法对其数学模型进行深入研究。首先对系统进行仿真,结合相图确认该过程存在等幅持续振荡现象(极限环振荡);以此为切入点,利用分叉分析方法考察模型参数对系统振荡现象的影响;最后根据结果分析系统产生振荡现象的条件。结果显示,该代谢途径中各步反应均有参数会对系统的振荡现象产生影响,得出产生极限环振荡的参数范围,同时根据结果分析,为今后抑制振荡或利用振荡有利特性提供指导。
- 潘多涛史洪岩袁德成修志龙
- 关键词：系统生物学糖酵解振荡极限环非线性规划
- 酿酒酵母发酵过程的仿真被引量：1
- 2017年
- 计算机辅助生物学研究愈来愈受到人们的关注。随着不同类型生物过程网络及其模型的复杂度的提高,求解难度亦随之增加。酿酒酵母发酵产生乙醇的过程是细胞内典型的代谢过程,并伴有振荡现象。针对该过程的数学模型,对比了MATLAB和开源数值积分计算工具进行常规仿真的效果,两者模拟结果一致;以此作为比对参照,采用基于内点法的非线性规划解题器应用动态优化的方法进行求解。分析结果表明:动态优化法能够应对复杂的动态过程模型;通过设定不同的离散参数,动态优化法能够得到与对照组有较高一致性的仿真结果,这说明非线性规划可作为分析此类振荡复杂系统的新方法,可应用到大规模非线性系统中。
- 潘多涛刘军史洪岩袁德成
- 关键词：系统生物学酵母发酵计算机仿真非线性规划
- 非线性动态优化仿真在间歇过程中的应用被引量：1
- 2015年
- 为实现求解大规模非线性系统最优控制问题的自动设计及算法自动生成问题,开发基于非线性规划的动态优化软件集成系统。首先自定义基于XML的标准化非线性动态优化标记语言NDOML,采用NDOML模型设计模型编辑器;结合联立法和多点打靶法对NDOML模型进行自动离散化处理;最后利用内点算法解题器IPOPT设计了解题器接口程序生成器,实现模型录入通用化、模型离散自动化及优化控制算法代码的自动生成等多种应用功能。最后通过一个间歇反应过程实例验证动态优化软件系统的有效性,结果显示,系统能够实现最优控制算法的自动生成,仿真结果为大型非线性系统求解优化提供了依据。
- 潘多涛黄明忠史洪岩袁德成
- 关键词：最优控制动态优化非线性规划间歇反应器
- 非线性规划在生物代谢仿真过程中的应用被引量：2
- 2014年
- 随着系统生物学研究的不断深入,生物过程网络的规模逐步拓展,其模型的复杂程度也越来越高,数值积分等常规方法很难求解生物代谢网络这类大规模复杂动态系统,客观上需要新的分析方法去应对。针对典型的酿酒酵母糖酵解途径的动态模型,首先利用Matlab进行常规的数值积分求解,以此作为参照,提出将糖酵解的动态模型离散化后利用非线性规划解题器IPOPT进行动态仿真的思路,采用不同的离散步长,计算得到不同的仿真结果。计算结果显示,通过调整计算参数,IPOPT可得到与参照一致的仿真结果,这表明非线性规划可作为分析优化生物过程这类大规模复杂动态系统的新方法,为下一步进行模型参数估计、多目标动态优化等打下基础。
- 潘多涛史洪岩黄明忠袁德成
- 关键词：系统生物学代谢途径糖酵解计算机仿真非线性规划
- 间歇过程动态优化方法综述被引量：14
- 2012年
- 间歇过程的动态优化近年来引起了广泛关注.针对近期主要的研究成果,综述了间歇过程动态优化中的数学模型、求解方法及控制架构等问题,介绍了间歇过程目前主要的操作优化方法,具体分析了含不确定性间歇过程的动态优化策略,总结了间歇过程常用的优化模拟计算工具.最后探讨了这一领域中值得进一步研究的问题和可能的发展方向.
- 史洪岩苑明哲王天然袁德成
- 关键词：动态优化控制架构不确定性
- 基于最优控制方法的生物柴油酯交换过程的温度优化被引量：2
- 2013年
- 针对生物柴油酯交换间歇过程的工艺,提出了一种以固定反应时间内生物柴油产品浓度最大为目标,以非线性微分方程组和控制变量有界为约束条件的最优控制方案.建立了生物柴油的最优控制模型,基于最大值原理获得了原最优控制问题的伴随方程以及目标函数的梯度.给出了求解该最优控制问题的一种基于梯度的数值方法,并通过仿真研究表明了算法的可行性和有效性.
- 史洪岩苑明哲黄明忠王天然
- 关键词：生物柴油最优控制
- 流行病防治过程SIR模型的稳定性分析被引量：2
- 2015年
- 随着计算生物学和系统生物学研究应用范围的不断拓展,复杂的生物过程需要不同的分析方法去应对。针对典型的流行病免疫防治过程的动态模型,进行分析评价。系统模型经离散化后,应用非线性规划法求解,获得流行病传播免疫过程中各项指标的动态仿真结果;依据生化系统理论方法将动态模型转换为S系统,其特征值表明该系统局部稳定,并存在振荡特性;接着分析了速率常数对模型状态影响的灵敏度以及三个关键参数对系统指标的对数增益影响,通过灵敏度分析,评价了系统的鲁棒性,为今后模型的建立与修正工作做出指导;同时,此项工作也拓宽了生化系统理论的应用范围。
- 潘多涛史洪岩黄明忠袁德成
- 关键词：系统生物学计算生物学非线性规划
