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GA-BP网络在谷氨酸菌体浓度软测量中的应用

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华东理工大学学报（自然科学版） 2007年第3期33卷 410-413页

作者：王贵成张敏汪勇徐心和沈阳化工学院沈阳110142 东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

针对菌体细胞浓度是影响谷氨酸发酵过程重要的生物参数,而其在线实时检测难以实现的状况,采用遗传算法和BP神经网络相结合的方法(GA-BP网络)对其进行软测量。通过对谷氨酸生产工艺过程的分析,找到影响菌体细胞浓度的过程参数,从现场历... 详细信息

针对菌体细胞浓度是影响谷氨酸发酵过程重要的生物参数,而其在线实时检测难以实现的状况,采用遗传算法和BP神经网络相结合的方法(GA-BP网络)对其进行软测量。通过对谷氨酸生产工艺过程的分析,找到影响菌体细胞浓度的过程参数,从现场历史数据中选取样本,建立软测量模型。仿真结果表明:新方法可以避免单独使用BP网络陷入局部最小的问题,能加快全局收敛速度,对谷氨酸发酵过程菌体浓度的软测量效果更好。

关键词：谷氨酸菌体浓度发酵过程软测量神经网络遗传算法

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基于误差修正的菌体浓度软测量

计量学报 2008年第3期29卷 280-283页

作者：张大鹏王福利何大阔何建勇林志玲桑海峰天津大学电气与自动化工程学院天津300072 东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004 沈阳药科大学制药工程学院辽宁沈阳110016

针对机理模型中参数易受环境影响,结果常常不准,而数据模型对于复杂系统外推能力差的情况,提出了以机理模型为基础,以数据模型为补充,利用数据模型对机理模型的预测结果进行误差修正的方法。将该方法用于菌体浓度的预测,误差修正模型采... 详细信息

针对机理模型中参数易受环境影响,结果常常不准,而数据模型对于复杂系统外推能力差的情况,提出了以机理模型为基础,以数据模型为补充,利用数据模型对机理模型的预测结果进行误差修正的方法。将该方法用于菌体浓度的预测,误差修正模型采用RBF神经网络,包含了影响菌体浓度的主要理化因素:温度、溶解氧和pH,以实际测量值为目标对该网络进行训练。训练好的神经网络用来对机理模型的输出进行修正。试验数据表明该方法能有效提高菌体浓度的预测精度。

关键词：计量学菌体浓度误差修正软测量

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谷氨酸发酵菌体浓度的内模控制

控制工程 2009年第S2期16卷 18-20,23页

作者：赵娟平姜长洪沈阳化工学院信息工程学院辽宁沈阳110142 东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004

针对由于缺乏可靠的生物传感器,谷氨酸发酵中重要的生物参数—菌体浓度不能在线测量,更不能对其实现控制的情况,提出了基于径向基神经网络的内模控制。既解决了由于谷氨酸发酵内部机理复杂而难以建立菌体浓度模型的难题,又实现了谷氨酸... 详细信息

针对由于缺乏可靠的生物传感器,谷氨酸发酵中重要的生物参数—菌体浓度不能在线测量,更不能对其实现控制的情况,提出了基于径向基神经网络的内模控制。既解决了由于谷氨酸发酵内部机理复杂而难以建立菌体浓度模型的难题,又实现了谷氨酸菌体浓度的内模控制;同时也解决了内模控制中逆模型建模的问题。仿真结果表明,该方法实现了谷氨酸菌体浓度的有效控制,鲁棒性强、抗干扰能力好,具有良好的实际应用和推广价值。

关键词：内模控制径向基神经网络菌体浓度仿真谷氨酸发酵

高效液相色谱法测定青霉素G发酵液中菌体浓度

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中国抗生素杂志 1999年第2期24卷 142-142,151页

作者：张兆起沈庆英山东鲁抗医药集团有限公司

介绍一种用高效液相色谱法测定发酵液中菌体浓度的方法。所测菌体浓度为发酵液中菌体所占体积的比例。该方法测定速度快，数据直观，给发酵工艺控制和产量产率计算提供依据。

关键词：青霉素G 发酵液菌体浓度高效液相色谱法测定

基于SUKF的海洋溶菌酶发酵菌体浓度软测量

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江苏大学学报（自然科学版） 2013年第6期34卷 699-703页

作者：朱湘临何裕俊孙谧王跃军江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 机械工业苏州技工学校江苏苏州215101 中国水产科学研究院黄海水产研究所山东青岛266071

为准确、实时地测量海洋生物酶制剂发酵过程中的菌体活性浓度,提出了基于SUKF(scale unscented transformation kalman filter)算法的非线性状态估计软测量.算法采用Kalman滤波框架,嵌入非敏变换,通过变尺度变换有效解决发酵高维非线性... 详细信息

为准确、实时地测量海洋生物酶制剂发酵过程中的菌体活性浓度,提出了基于SUKF(scale unscented transformation kalman filter)算法的非线性状态估计软测量.算法采用Kalman滤波框架,嵌入非敏变换,通过变尺度变换有效解决发酵高维非线性模型采样的聚集劣化效应.在σ点集对称采样策略中,根据发酵各维均值的先验信息增加了均值点.通过采用交叉检验办法选择模型参数,并将算法与支持向量机、径向基神经网络算法进行了试验比对.结果表明,SUKF软测量的训练和测试最小方均根统计误差减少2%左右.该软测量方法不需要建立精确的发酵模型和观测模型.对于非线性系统辨识,SUKF具有更好的泛化性能,且方法精度高.

关键词：溶菌酶菌体浓度发酵过程软测量卡尔曼滤波变尺度非敏变换

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薯干原料柠檬酸发酵菌体浓度的测定

无锡轻工业学院学报 1992年第3期11卷 210-216页

作者：吴佩琮胡军无锡轻工业学院北京市发酵工业研究所

采用物料平衡的方法导出了碳平衡间接测定菌体浓度的计算公式,并用实验结果进行了验证,结果发现通过碳平衡间测定菌体浓度的计算值与实测值误差甚小,证实了碳平衡法间接测定菌种浓度的可行性,从而解决了粗料发酵生产柠檬酸过程中菌体浓... 详细信息

采用物料平衡的方法导出了碳平衡间接测定菌体浓度的计算公式,并用实验结果进行了验证,结果发现通过碳平衡间测定菌体浓度的计算值与实测值误差甚小,证实了碳平衡法间接测定菌种浓度的可行性,从而解决了粗料发酵生产柠檬酸过程中菌体浓度难于测定的问题,为建立柠檬酸发酵数学模型打下了基础。

关键词：薯干柠檬酸发酵菌体浓度测定

电极电容传感器用于菌体浓度在线检测新方法的研究

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传感技术学报 2002年第4期15卷 364-367页

作者：乔晓艳贾莲凤山西大学电子信息技术系太原030006

基于微生物发酵过程菌体细胞的机理特征及发酵液电容率ε-分布的特性 ,提出了一种实时在线检测发酵过程菌体浓度的新方法 ,设计了电极电容式检测传感器和自动在线检测系统 ,并且实验验证了该检测方法的可行性。

关键词：菌体浓度电容率分布电容传感器在线检测

基于支持向量机的发酵过程菌体浓度软测量研究

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基于支持向量机的发酵过程菌体浓度软测量研究

作者：高辉河北科技大学

学位级别：硕士

菌体浓度直接反映发酵过程中微生物生长情况,是发酵进程的主要标志,对发酵产物品质好坏起决定性作用。限于生物传感器水平,菌体浓度难以在线实时检测。根据发酵过程表征菌体生长情况的关键变量,建立精确的菌体浓度软测量模型,从而能够... 详细信息

菌体浓度直接反映发酵过程中微生物生长情况,是发酵进程的主要标志,对发酵产物品质好坏起决定性作用。限于生物传感器水平,菌体浓度难以在线实时检测。根据发酵过程表征菌体生长情况的关键变量,建立精确的菌体浓度软测量模型,从而能够实时监测发酵过程,优化发酵工艺。支持向量机(Support Vector Machine,SVM)基于统计学习理论,擅长小样本学习。本文以毕氏酵母菌发酵过程为研究对象,采用SVM进行菌体浓度软测量。发酵过程机理复杂、生产周期长、样本数据难以采集,本文首先分析毕氏酵母菌发酵工艺过程,找到影响菌体浓度的关键变量。分别采用SVM和BP神经网络两种方法进行菌体浓度软测量。通过MATLAB仿真分析,比较在小样本情况下,两者的预测性能。针对SVM参数选择问题,在遗传算法基础上,结合激素调节机制,采用改进遗传算法优化SVM参数,通过仿真分析,对比标准遗传算法,在收敛速度、寻优效果上的不同。发酵过程复杂多变,微生物生长过程中各阶段特点显著,对发酵过程分阶段建立软测量模型是解决该问题的重要手段。本文采用模糊均值聚类算法对发酵过程进行阶段划分,对每个阶段分别采用SVM软测量预测菌体浓度,对比全局预测模型,判断预测性能好坏。在现有发酵过程控制系统基础上,将菌体浓度软测量技术应用其中,实现发酵过程菌体浓度实时预测。

关键词：软测量菌体浓度 BP神经网络 SVM 改进遗传算法分阶段建模

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微生物生长过程中菌体浓度的软测量

无锡轻工业学院学报 2000年第5期19卷 491-494页

作者：汪永生邵惠鹤上海交通大学自动化研究所上海200030

菌体浓度是微生物生长过程中关键的质量指标 .作者利用RBF神经网络建立了微生物生长过程中菌体浓度的软测量模型 ,探讨了软测量模型的动态校正方法 ,通过仿真验证了该方法的有效性 .

关键词：微生物生长过程菌体浓度软测量动态校正