1、本文主要研究木糖醇發(fā)酵過程的軟測量技術(shù)及其控制。將軟測量技術(shù)應(yīng)用于木糖醇發(fā)酵過程,建立在線估計木糖濃度、干細(xì)胞濃度和木糖醇濃度的軟測量模型,以解決發(fā)酵過程生物參數(shù)不能在線測量問題,為發(fā)酵過程的優(yōu)化控制和及時結(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)過程,并用自適應(yīng)PID控制器對其氧化還原電位(ORP)進(jìn)行控制。論文主要研

2、究工作和成果包括以下幾個方面:
　　1)概述木糖醇發(fā)酵生產(chǎn)工藝過程,分析影響木糖醇發(fā)酵過程的一些主要參數(shù)。
　　2)針對神經(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)計法對RBF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。
　　3)針對底物濃度、干細(xì)胞濃度和木糖醇濃度不能在線測量,使用改

3、進(jìn)的優(yōu)化好的 RBF網(wǎng)絡(luò)對木糖醇發(fā)酵過程進(jìn)行建模,對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,取得了良好的預(yù)測效果,為發(fā)酵過程的優(yōu)化控制和及時結(jié)束發(fā)酵提供了依據(jù)。
　　4)ORP是木糖醇發(fā)酵過程中一個很重要的參數(shù),在發(fā)酵過程中,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控制器對改進(jìn)的優(yōu)化好的RBF網(wǎng)絡(luò)辨識出的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