1、青霉素是人類提純的大規(guī)模用于臨床的第一種抗生素，是世界各國(guó)需求量最大的抗生素。由于青霉素是青霉素菌次級(jí)代謝的產(chǎn)物，發(fā)酵的生化反應(yīng)過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，表現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)行為復(fù)雜多變，具有非線性和不確定性。由于生物傳感器的缺乏，一些關(guān)鍵的生物參數(shù)難以實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，以致難以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化控制。軟測(cè)量技術(shù)為解決此類問(wèn)題提供了一條有效的途徑。
　　 本文針對(duì)青霉素發(fā)酵過(guò)程，研究其關(guān)鍵生物量的在線軟測(cè)量及工程實(shí)用化技術(shù)。建立青霉素發(fā)酵過(guò)程的逆系統(tǒng)后

2、，應(yīng)用模糊神經(jīng)逆的軟測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，并闡明了軟測(cè)量應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。
　　 (1)依據(jù)青霉素發(fā)酵過(guò)程的非結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上構(gòu)造了青霉素發(fā)酵過(guò)程的“虛擬子系統(tǒng)”，并證明了其可逆性，接著用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加微分器的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了青霉素的模糊神經(jīng)逆軟測(cè)量模型。
　　 (2)采用三個(gè)各自獨(dú)立的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)逼近逆系統(tǒng)的非線性函數(shù)，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入聚類算法避免規(guī)則數(shù)過(guò)多，采用梯度下降的學(xué)習(xí)算法調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

3、相對(duì)簡(jiǎn)單，能更好地體現(xiàn)輸入輸出樣本的特性，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速率和泛化能力。
　　 (3)依據(jù)程序模塊化的思想，實(shí)現(xiàn)了青霉素發(fā)酵過(guò)程模糊神經(jīng)逆軟測(cè)量系統(tǒng)軟件。應(yīng)用VC++建立用戶界面，調(diào)用MATLAB實(shí)現(xiàn)軟測(cè)量算法，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)選用ACCESS，進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了各個(gè)子模塊的具體功能。
　　 測(cè)試表明，系統(tǒng)對(duì)發(fā)酵過(guò)程關(guān)鍵狀態(tài)變量能進(jìn)行較高精度的預(yù)報(bào)，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的和要求，為發(fā)酵過(guò)程先進(jìn)控制提供了依據(jù)。