基于BP-ANN放电等离子体脱硫过程建模及优化控制

应用改进的BP网络训练方法建立脉冲电晕法烟气脱硫过程稳态模型。介绍网络结构和训练过程,给出建模结果,并与正交回归稳态模型进行比较,结果表明该模型具有很高精度和应用价值。最后对脉冲电晕法脱硫优化控制进行讨论,提出解决方案。     

改进粒子群算法在酶发酵过程优化控制中的应用

针对发酵过程的非线性、时变等特点,建立了基于BP神经网络的产物浓度预估模型,并在此模型的基础上,利用改进的粒子群算法(PSO)实现对L-天冬酰胺酶Ⅱ发酵过程控制参数的寻优,以确定该过程的优化轨线,通过在线调整实现对优化轨线的跟踪控制,实验应用结果表明效果良好.     

纯碱生产碳化工艺过程建模与优化控制

介绍了纯碱生产中碳化工艺过程的建模与优化控制,建立了碳化塔反应器的数学模型,并提出了优化控制策略。     

一种提高微生物发酵单位的新优化控制策略

为了提高微生物发酵单位,提出了支持向量机（SVM）与基于实数编码遗传算法（RGA）相互耦联的优化控制策略。为解决发酵参数之间的耦合问题,进一步引入了模式的概念。SVM建立微生物发酵过程的预估模型,RGA以此模型为适应度函数计算最优控制模式。此策略应用于青霉素发酵过程的优化控制,效价比没有实施优化控制策略的生产结果提高了22.88％。     

过程优化控制技术在SPVC干燥过程中的应用

阐述了采用"悬浮干燥过程优化控制技术"改造SPVC干燥装置的情况。运行数据表明,该技术提高了旋风干燥塔塔温控制精度、悬浮树脂成品的优级品率及挥发物指标。     

过程系统计算机优化控制

本文系统地介绍了化工过程计算机优化控制的概念、方法,给出了我们的最新研究结果,指出了今后可能的研究方向。     

间歇过程优化与先进控制综述

总结近年来间歇过程操作优化和设计优化中出现的各种新方法,以及在优化问题求解中使用的各种先进控制策略,反映间歇过程最优化和先进控制的最新研究方向。重点介绍间歇过程单元的操作优化和控制,兼顾在线稳态优化和动态优化。对新的研究方法提出展望。     

聚丙烯生产过程优化控制探析

聚丙烯是我国的支柱产业之一,提高聚丙烯的生产水平具有十分重要的理论和现实意义。本文拟从聚丙烯生产过程角度出发,首先介绍了聚丙烯的生产工艺,接着重点阐述了聚丙烯生产过程的优化控制,在此基础上,对聚丙烯生产过程进行了建模研究。     

抗生素发酵过程优化调度模型的研究

对抗生素多罐并行发酵过程进行了分析,将任务、设备和事件之间的分配关系表达为两类0-1变量,建立了一个基于连续时间的抗生素多罐并行发酵过程优化调度的M ILP(混合整数线性规划)模型。该模型整数变量少,求解速度快,并给出了最短生产时间和罐批最优生产序列。最后以头孢菌素发酵过程为例证明了此调度模型的可行性和有效性。     

一种提高发酵单位的SVM与RGA相结合的优化控制策略

An optimal control strategy is proposed to improve the fermentation titer, which combines the support vector machine (SVM) with real code genetic algorithm (RGA). A prediction model is established with SVM for penicillin fermentation processes, and it is used in RGA for fitting function. A control pattern is proposed to overcome the coupling problem of fermentation parameters, which describes the overall production condition. Experimental results show that the optimal control strategy improves the penicillin titer of the fermentation process by 22.88%, compared with the routine operation.     

基于NLQG的分批补料发酵过程预测控制方法

发酵过程具有高度非线性、时滞性和不确定性等特征,直接影响着发酵过程的有效调控。提出了一种基于非线性二次高斯(NLQG)的分批补料发酵过程预测控制方法。该方法由扩展Kalman滤波器(EKF)和NLQR串联构成,EKF给出被控变量的最优状态估计,NLQR获得被控变量的实时状态反馈,以实现分批补料发酵过程的动态预测控制。在LabVIEW软件平台中,利用ActiveX控件调用MATLAB环境下编译生成的COM组件设计了NLQG控制器,并用于青霉素分批补料发酵过程溶氧浓度的预测控制。实验结果表明,所提出的分批补料发酵过程预测控制方法对于被控变量的设定值变化有良好的跟踪效果,在不同的噪声环境下均能获得较高的控制精度,具有较强的鲁棒性。     

有机酸萃取发酵过程的研究进展

萃取发酵是解决发酵过程中的产物抑制 ,提高产率及转化率的有效手段。本文以有机酸的萃取发酵过程为例 ,介绍了萃取发酵过程的特点、溶剂毒性对细胞生长的影响、萃取剂的选择和操作条件的选优等方面的研究进展 ,讨论了分步发酵的特点及萃取发酵过程的问题     

Multi-rate observer design and optimal control to maximize productivity of an industry-scale fermentation process

Chemical industries focus primarily on profitable operations, resulting in growing attention and advances in the field of digital twins and optimal control algorithms. However, most industries still struggle due to a lack of physical sensors, infrequent measurements, and asynchronous sampling. Thus, in this work, we have designed a multi-rate state observer for state estimation from plant measurements and developed a model predictive controller (MPC) that maximized the profitability of an industry-scale fermentation process (fermenter volume < 378,500 L). Additionally, as the fermentation process is complex due to the use of microorganisms, which cannot be accurately captured using a first-principles model, we utilize a previously developed hybrid model in the proposed MPC formulation. The MPC uses a GAMS-MATLAB framework to determine the optimal input profiles while considering practical process constraints. It is shown using multiple datasets, that the MPC can increase productivity while also decreasing the plant operating cost.     

乙醇浓醪发酵技术研究进展

乙醇浓醪发酵具有高细胞密度、高产物浓度和高生产速率等特点,是乙醇工业的发展目标和方向。采用乙醇浓醪发酵技术,具有节约工艺用水、提高设备利用率、降低能耗等优势,是提高乙醇发酵工业效益的重要途径。研究乙醇浓醪发酵具有十分重要的现实意义。本文综述了乙醇浓醪发酵技术研究进展,介绍了乙醇浓醪发酵定义、优势以及影响乙醇浓醪发酵的因素。指出降低发酵醪液黏度、筛选高耐性酿酒酵母、改变发酵工艺模式、添加适宜酶制剂以及营养物质是实现乙醇浓醪发酵技术的主要途径,其中筛选高耐性的酿酒酵母是实现乙醇浓醪发酵技术的关键。     

电驱动膜过程在氨基酸发酵液处理中的研究进展

在发酵法生产氨基酸的过程中,需要后续工艺对发酵液进行分离纯化以提取目标产物.电驱动膜过程正逐渐成为该领域研究与应用的热点.本文介绍了近年来国内外普通电渗析(ED)、双极膜电渗析(BMED)、离子取代电渗析(ISED)、电复分解反应器(BMT)等常见的电驱动膜过程在氨基酸发酵液处理中的研究进展,简述了常见的膜堆构型及其工作原理、特点与应用实例.分析表明电驱动膜过程可以实现混合氨基酸分离、无机盐脱除以及氨基酸的制备,膜堆结构、操作参数的优化以及新型分离膜的研究与应用可以提高过程性能.同时也指出目前该领域的研究尚处于实验室研究阶段,研究对象以模拟发酵液为主,规模化应用的报道还不多见.但是可以预见高效、环保的电驱动膜过程将会在氨基酸发酵液处理中发挥重要作用.     

基于分阶段的LSSVM发酵过程建模

发酵过程建模是研究微生物发酵的重要课题,基于模型可实现被测参量的软测量、系统的优化控制。鉴于引入混合核函数的最小二乘支持向量机在过程建模中具有优良表现,采用基于混合核函数的最小二乘支持向量机建模。但由于发酵过程周期较长,最小二乘支持向量机的全局模型预测精度难以保证,算法复杂度很高,因此提出一种分阶段建模方法。首先,选择表征阶段特性的辅助变量,利用模糊C均值聚类算法对样本数据聚类,将发酵过程分成不同的阶段,然后为各个阶段分别建立最优混合核最小二乘支持向量机局部模型,最后将局部模型合成构成过程的完整模型。将此方法应用于青霉素发酵过程和重组大肠杆菌发酵过程中,验证了该方法的有效性。     

丙酮丁醇发酵的研究进展及其高产策略

从代谢机理的阐明、生产菌种的改良和发酵工艺的改进3个方面综述了丙酮丁醇发酵近年来的研究进展。针对丙酮丁醇发酵工艺中存在的问题,提出高丁醇耐受性菌种的选育、高丁醇比例菌种的选育、发酵细胞的高效利用、发酵与高效低能耗分离工艺的耦合等高产策略。     

药品真空冷冻干燥过程监控技术研究进展

对药品冻干过程进行优化的关键是在保证药品质量不受损害的情况下尽量缩短干燥时间。因此,对冻干过程进行准确的监控是十分重要的,既要保证药品的温度保持在合理的范围内,对干燥结束时间进行准确地判断,同时又要对冻干过程压力和温度进行良好的控制以达到冻干过程的最优化。本文对近年来药品真空冷冻干燥过程监控技术的研究进展进行了综述,主要有基于动态参数估计法(DPE)的监控系统、基于卡尔曼滤波法的监测系统、露点法判断一次干燥结束点、模型预测控制法(MPC)。提出药品真空冷冻干燥监控技术的研究应着重于以下几点:考虑辐射、对流和导热3种传热方式在冻干传热过程中所占的比重,建立二维、三维冻干模型以更加精确地监测药品冻干过程的参数,在此基础上研究对加热隔板温度和冻干室压力的实时最优控制策略,以对药品冻干过程进行及时、有效地控制。     

发酵过程生物量软测量技术的研究进展

生物量是发酵过程中的关键过程参数之一,它直接影响着发酵过程的优化和控制。综述了近年来发酵过程生物量软测量技术的研究现状,讨论了基于过程机理分析、回归分析、状态估计和神经网络等的软测量建模方法,对基于神经网络和改进的神经网络建模方法进行了分析。指出基于多尺度建立软测量混合模型,是实现发酵过程生物量在线测量的有效方法,并给出了建立混合模型需要解决的关键问题。