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生物反应器的智能控制系统研究
资料介绍
生物发酵在现代工业中得到了广泛的应用，是本世纪最具影响力的高新技术之一。本文针对生物反应器各参数的控制问题，在江苏省高新技术产业化项目基金的资助下，对传统的补料控制，应用神经网络逆系统方法对由集散控制系统控制的生物反应器进行了研究。首先，在对神经网络逆系统进行理论分析的基础上，给出了构造神经网络逆系统的具体方法、步骤、设计原则和注意事项。使用神经网络逆系统方法构造出了生物发酵过程的逆系统，并与原控制系统复合，将对象补偿成为具有线性传递关系的一种规范化系统，再对其伪线性系统设计线性闭环控制器，从而实现对生物发酵产量的高性能控制。 为满足现代工业的需要，我们采用计算机集散控制系统，通过RS485现场总线对生物反应器中各种参数进行自动控制。整个系统包括传感器、现场仪表、下位单片机、上位计算机、通讯接口、执行机构等。解决了现场总线通讯、数据采集、Matlab训练及神经网络逆系统控制方法在集散控制系统中的实现等诸多问题，并进行了大量的实验。结果表明：所设计使用的神经网络逆系统控制方法成功实现了产率与进料基质浓度间的稳定控制，系统的动静态特性明显改善，可有效跟踪任意给定轨迹。本文提出的在集散控制系统中使用神经网络逆系统控制方法推进了该方法由理论研究向工程应用的转化，具有良好的发展前景。
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