木糖醇發(fā)酵過(guò)程的軟測(cè)量技術(shù)及其控制研究.pdf

1、本文主要研究木糖醇發(fā)酵過(guò)程的軟測(cè)量技術(shù)及其控制。將軟測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于木糖醇發(fā)酵過(guò)程,建立在線估計(jì)木糖濃度、干細(xì)胞濃度和木糖醇濃度的軟測(cè)量模型,以解決發(fā)酵過(guò)程生物參數(shù)不能在線測(cè)量問(wèn)題,為發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化控制和及時(shí)結(jié)束發(fā)酵提供了依據(jù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是解決非線性系統(tǒng)問(wèn)題的有效途徑,所以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于木糖醇發(fā)酵是一個(gè)值得研究的方向。本文采用徑向基網(wǎng)絡(luò)(RBF網(wǎng)絡(luò))描述木糖醇發(fā)酵反應(yīng)過(guò)程,并用自適應(yīng)PID控制器對(duì)其氧化還原電位(ORP)進(jìn)行控制。論文主要研

2、究工作和成果包括以下幾個(gè)方面:
　　1)概述木糖醇發(fā)酵生產(chǎn)工藝過(guò)程,分析影響木糖醇發(fā)酵過(guò)程的一些主要參數(shù)。
　　2)針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始參數(shù)和樣本數(shù)據(jù)有著很大的關(guān)聯(lián),試圖運(yùn)用GASA混合策略對(duì)RBF網(wǎng)絡(luò)的初始參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究,優(yōu)化出一組與樣本數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的初始參數(shù)。為避免神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇的盲目性和減小均勻度誤差,運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)法對(duì)RBF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。
　　3)針對(duì)底物濃度、干細(xì)胞濃度和木糖醇濃度不能在線測(cè)量,使用改

3、進(jìn)的優(yōu)化好的 RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)木糖醇發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行建模,對(duì)5組樣本數(shù)據(jù)分別用“4-1”模式進(jìn)行木糖醇的建模與預(yù)測(cè),取得了良好的預(yù)測(cè)效果,為發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化控制和及時(shí)結(jié)束發(fā)酵提供了依據(jù)。
　　4)ORP是木糖醇發(fā)酵過(guò)程中一個(gè)很重要的參數(shù),在發(fā)酵過(guò)程中,這一參數(shù)必須按一定的工藝曲線進(jìn)行控制。為此運(yùn)用GASA混合策略算法整定的PID控制器對(duì)改進(jìn)的優(yōu)化好的RBF網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)出的ORP模型,進(jìn)行ORP仿真控制。仿真結(jié)果表明,GASA算法整定PID控制器