神经网络、遗传算法在发酵优化软件平台设计中的应用

本课题设计了基于DDE的VB、Excel和Matlab的发酵过程优化软件平台，并将该软件平台应用到多粘菌素发酵过程PH值的寻优。实践表明：该优化软件平台能够确定发酵过程被控参数的优化轨线，为优化控制提供一个主要目标。     

多粘菌素补料分批发酵过程pH值的优化控制

针对补料分批发酵过程pH值优化轨迹难以确定和控制的问题,为了获取pH值的优化轨迹并加以有效控制,利用神经网络非线性预测控制方法结合遗传算法寻优设计基于动态数据交换的VB,Excel和Matlab的发酵过程优化软件平台;通过该优化软件平台找到多粘菌素发酵过程pH值的优化轨迹;对它采用参数自调整模糊控制方法,使之按优化轨线变化.统计多粘菌素10批次优化控制发酵生产结果,发酵时间平均缩短5 %,提高产量3 %.     

蚁群算法在啤酒发酵控制优化中的应用

利用蚁群算法在啤酒发酵过程动力学模型的基础上对过程进行优化。在固定的发酵时间内，利用蚁群算法得到一系列不同的温度曲线，从中找出一条最优的温度曲线，使得发酵过程最后酒精量达到最大，同时保证副产品浓度最低，而且啤酒没有因为发酵温度过高而变质．仿真结果表明：利用蚁群算法对发酵过程进行优化，在较短的时间内就可以达到很好的优化效果．     

基于Matlab的发酵过程平台软件设计

设计了一套优化软件，将先进的智能控制理论运用到发酵过程控制领域中。针对非线性、时变的发酵过程利用神经网络非线性预测控制方法，建立了发酵过程神经网络模型进行菌体浓度、基质糖浓度、产物浓度的在线估计。由于缺乏发酵过程精确的数学模型，采用神经网络非线性预测控制方法结合遗传算法寻优技术确定发酵过程控制参数的最佳值，使整个发酵过程始终处于最优化状态，优化结果可提供给工艺工程师加以修正，再应用于生产，从而提高生产率。     

基于COM的发酵过程调度优化软件开发

在生物制药多罐并行发酵过程中，关键变量在线检测困难，发酵过程的优化调度决策难度高。本文采用了基于COM的组件化程序设计方法，设计了多罐并行发酵过程的调度优化软件系统。利用该软件，可以实现发酵过程关键变量的超前预报和罐批的在线分类。并给出了以经济效益最优为目标的停罐调度策略。     

发酵过程实时监测与控制系统的研究

介绍了一种生物发酵过程实时监测与控制系统设计的新思路，通过对以传统仪表为主、容量为14L的发酵罐控制系统的技术改造，设计完成了发酵过程的计算机实时监测与控制系统，提出了一种发酵过程生物参数的软测量方法，为发酵过程建模及其优化控制的进一步研究提供了技术平台。     

补料分批发酵过程优化控制

针对非线性、时变的发酵过程，建立了神经网络模型进行菌体浓度、基质糖浓度和产物浓度的在线估计。采用神经网络非线性预测控制方法，结合遗传算法寻优技术确定发酵过程的优化轨线，通过在线调整实现对优化轨线的跟踪控制。     

基于多尺度理论的发酵过程在线优化控制系统的设计与实现

简要介绍了多尺度理论和多参数相关分析方法的基本概念，阐述了多尺度理论及多参数相关分析方法在发酵过程优化与放大生产中的应用，提出了应用计算机软、硬件技术实现发酵过程在线优化控制系统的方法与措施。     

微生物发酵过程建模与优化控制

针对微生物发酵参数通常不是最优的，容易造成发酵单位低和产量波动大的问题，采用人工神经网络和遗传算法对微生物发酵过程进行优化控制。建立了维生素B12发酵过程多步预估神经网络模型，对每个发酵阶段的不同的最优操作条件，分别寻优。基于此模型，遗传算法仿真寻优得到了每个发酵阶段的pH值和温度最优轨线。实际应用表明，此轨线应用到生产过程后，使发酵单位得到明显提高。     

计算机优化控制系统集成软件平台的研究

本文介绍计算机优化控制系统集成软件平台在过程控制中的作用，阐述了集成软件平台的概念、结构及功能，提出了总体结构的组成，并分别介绍了各个模块的研究设计、开发方法。     

基于MATLAB Web Server的发酵生产远程调度优化系统的开发

介绍了基于MATLAB Web Server的发酵生产远程调度优化系统的开发过程.该系统旨在为发酵生产提供实时、优化的解决方案,它利用MATLAB Web Server组件,将MATLAB科学计算软件与Internet网络无缝结合,从而实现生产调度优化方案的远程在线生成.仿真运行结果表明,应用该系统可以得到满足资源约束条件的生产调度方案,提高了调度工作的效率.     

红霉素发酵过程的计算机控制*

本文论述了计算机控制技术在红霉素发酵过程中的应用，主要讨论与分析系统的硬件配置、管理控制软件的设计以及补料控制与模式识别优化技术的实施。     

基于VB机械优化设计软件的研究与实现

机械优化设计方法是现代机械设计过程中寻求最优化设计的一种重要手段。利用VB作为开发平台,以常用的最优化计算方法为基础,开发适用于机械设计过程中的优化软件,运用该软件能够满足机械设计过程中的优化要求。     

Coupling dynamic simulation and interactive multiobjective optimization for complex problems: An APROS-NIMBUS case study

Dynamic process simulators for plant-wide process simulation and multiobjective optimization tools can be used by industries as a means to cut costs and enhance profitability. Specifically, dynamic process simulators are useful in the process plant design phase, as they provide several benefits such as savings in time and costs. On the other hand, multiobjective optimization tools are useful in obtaining the best possible process designs when multiple conflicting objectives are to be optimized simultaneously. Here we concentrate on interactive multiobjective optimization. When multiobjective optimization methods are used in process design, they need an access to dynamic process simulators, hence it is desirable for them to coexist on the same software platform. However, such a co-existence is not common. Hence, users need to couple multiobjective optimization software and simulators, which may not be trivial. In this paper, we consider APROS, a dynamic process simulator and couple it with IND-NIMBUS, an interactive multiobjective optimization software. Specifically, we: (a) study the coupling of interactive multiobjective optimization with a dynamic process simulator; (b) bring out the importance of utilizing interactive multiobjective optimization; (c) propose an augmented interactive multiobjective optimization algorithm; and (d) apply an APROS-NIMBUS coupling for solving a dynamic optimization problem in a two-stage separation process.     

大型工业装置的计算机集成系统

提出一个基于集成软件平台的大型工业装置计算机优化控制集成系统，讨论了该系统的构成和各部分功能，以此为基础，开发了一个大型炼油厂常减压蒸馏装置的应用系统，并成功地进行了工业应用。     

A modelling and optimization system for fluidized bed power plants

The energy production has nowadays several challenges. For example, new environmental legislation sets needs to reduce process emissions. However, emission reduction may also be a part of business in power plants arose from emission trading schemes, like The European Union Emissions Trading Scheme. In this paper we demonstrate an optimization and modelling system for fluidized bed power plants, which can be used in this new service business. The software contains four parts: (1) pre-processing, (2) variable selection and process lags, (3) modelling and (4) post-processing. In the post-processing part there are three applications, i.e. process state determination, process optimization and emission reporting. The modelling part is based on the self-organizing maps (SOM) with retrain properties. The software is programmed into standalone software built up in the Matlab platform. The results show that the software can offer an efficient tool to process optimization and also to a new type of service business.     

基于组件的集成建模与智能优化软件平台设计

针对复杂工业生产过程对通用优化软件的迫切需求，基于组件技术设计开发了集成建模与智能优化软件平台（IMIOP），实现了各种建模算法。通过多种模式集成，完成了对不同工业过程的建模和仿真，并在此基础上采用多种智能优化算法实施操作优化。该文介绍了IMIOP系统的工作流程，从组件设计的角度详细介绍了系统的总体构架和组件划分，以线性回归建模算法为例说明了COM组件设计方法。最后，通过运行实践验证了IMIOP系统的性能。     

协同任务调度构架模型及关键算法研究

为提高协同工作平台服务系统的协同任务调度的柔性及系统的平台伸缩性,需要从调度过程,软件结构和调度算法等方面进行研究.首先提出协同任务调度软件构架模型,采用多种软件优化方法对构架模型进行优化.然后提出驱动协 同任务调度的过程元模型.最后,研究协同任务调度中的成员指派过程的关键算法,给出算法的形式化描述,并对算法效果进行验证.该软件构架和算法在实际应用中取得良好效果.