Multivariable Nonlinear Control of Biomass and Metabolite Concentrations in a High-Cell-Density Perfusion Bioreactor
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Notice bibliographique
Résumé
This paper presents the development of a multivariable nonlinear adaptive controller for perfusion bioreactors, and its simulated behavior on a model that has been identified from experimental data. A contribution to the bioprocess model is also proposed, which is supported by experimental observations. The proposed control strategy is a multivariable approach to regulate the biomass and substrate concentrations using the fresh medium addition and direct bleeding streams as the manipulated variables. Level control would be ensured by a proportional integral (PI) control loop, using either the perfusion flow (draining flow that retains the cells in the reactor) or a nutrient-free phosphate-buffered saline (PBS) solution flow added to the reactor. The flow that is used for level control determines the operation mode of the reactor, being perfusion or chemostat. This paper presents the controller design, switching considerations between the operation modes, and parameter tuning guidelines. The controller tunings are essentially obtained by pole placement, based on linearization of the closed-loop dynamics. Simulation results prove the technique to be rather efficient, while the transitions between the operation modes are smooth and without risks.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle