本书是一部系统研究非线性生化过程优化与控制问题的学术专著，介绍了作者近年来从事国家自然科学基金项目(11101051)、辽宁省博士科研启动基金(20101001)、辽宁省高等学校优秀人才支持计划(LJQ2013115)等有关课题所取得的最新成果。全书共9章，以色氨酸生物合成系统和甘油生物歧化为1,3-丙二醇过程作为主要应用研究背景，阐述了非线性生化过程优化与控制的研究成果。第1章是绪论，简述了非线性生化过程优化与控制的国内外研究概况。第2章考虑生物合成酶的反馈抑制和色氨酸操纵子在转录水平上的阻遏、弱化作用，应用IOM方法研究了色氨酸生物合成的稳态优化问题；第3章通过在直接IOM方法的线性优化问题中引入一个说明S-系统解与原模型解一致性的等式约束，应用Lagrangian乘子法将上述修正后的非线性优化问题转化为一个等价的线性优化问题，提出了可用于求解生化系统稳态优化问题的修正迭代IOM方法；第4章在已有IOM方法的目标函数中引入一个反映S-系统解与原模型解一致性的二次项，提出了一种改进的二次规划算法；第5章应用等价变换和凸化方法，提出了一种可用于求解生化系统稳态优化问题的序列几何规划方法，以及一种改进的序列几何规划算法；第6章通过将描述生化系统多目标非线性优化问题转化为多目标线性规划问题，并应用加权和、极小极大和多目标优化方法等给出了优化求解方案，最后针对色氨酸生物合成系统、酿酒酵母的厌氧发酵系统和污水处理过程的多目标优化问题开展了应用研究；第7章针对生化过程存在的不确定性问题，应用双线性变换和H∞混合灵敏度方法研究了生化过程的鲁棒控制问题；第8章基于ISOPE方法，提出了两种可用于生化过程在有对象/模型不匹配和有输入约束条件下的在线迭代稳态优化控制策略；第9章研究了基于双层规划和对偶理论的甘油代谢目标函数计算模型及其求解方法。