国家高技术研究发展计划(2011AA09070301)
- 作品数：18 被引量：40H指数：4
- 相关作者：黄永红孙玉坤孙丽娜朱湘临孙谧更多>>
- 相关机构：江苏大学苏州工业园区职业技术学院中国水产科学研究院黄海水产研究所更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划江苏省自然科学基金江苏高校优势学科建设工程资助项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术化学工程机械工程农业科学更多>>
- 一种改进IMC-PID在发酵温控系统中的应用
- 2015年
- 发酵过程温度控制过程是典型的大滞后、强时变、非线性系统,传统控制方法难以获得满意的动、静态控制效果。针对这一问题,提出了一种改进的IMC-PID发酵过程温度控制方法。在传统IMC-PID方法的基础上,首先,依据系统的输入与输出信号确定误差e(t)和误差变化率ec(t),其次,利用专家经验获取系统的模糊逻辑规则,最后,采用模糊逻辑算法对IMCPID的比例加权参数进行在线实时修正,实现发酵过程的温度控制。仿真结果表明,所提方法能够对发酵过程温度进行有效控制,与传统IMC-PID控制相比,系统的抗干扰性和跟踪特性得到显著改善。
- 王华国孙玉坤王博黄丽
- 关键词：IMC-PID控制温度控制系统模糊逻辑控制
- 基于FCM与集成高斯过程回归的赖氨酸发酵软测量被引量：9
- 2015年
- 为解决赖氨酸发酵过程中菌体浓度难以在线检测的难题,提出一种基于模糊C均值聚类(FCM)与集成高斯过程回归(GPR)的软测量建模方法。针对典型生物发酵过程可分为延滞期、指数生长期、稳定期、死亡期4个反应周期的特点,采用模糊C均值聚类算法对样本集进行聚类分析以形成若干子样本集;对每个子样本集分别采用高斯过程回归训练时,为提高GPR模型的泛化能力,利用Adaboost算法提升GPR模型,分别在各子集建立集成GPR软测量子模型;采用欧氏距离计算新样本点对应于每一子模型的隶属度;加权求和获得最终的软测量模型的预测输出。基于氨基酸类典型菌种L-赖氨酸反应过程菌体浓度参数预测的试验研究表明:与全局单一GPR模型、集成GPR模型和基于FCM与多GPR模型相比,所建立的基于FCM与集成GPR软测量模型拟合精度高,泛化能力强,较好地满足了赖氨酸发酵过程的控制要求。
- 嵇小辅张翔
- 关键词：ADABOOST算法L-赖氨酸软测量
- 燃料乙醇发酵过程中生物参量的软测量建模被引量：4
- 2014年
- 针对燃料乙醇发酵过程中关键生物参量(基质浓度、菌体浓度、乙醇浓度等)在线检测困难,离线化验滞后大,难以实现实时控制的问题,提出了一种基于核主元分析(KPCA)与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合的软测量建模方法。以关键生物参量中乙醇浓度的预测为例,首先,利用KPCA提取软测量输入数据空间中的非线性主元,然后利用LSSVM算法建立了乙醇浓度的软测量模型。仿真结果表明,与PCA-LSSVM建模方法相比,KPCA-LSSVM软测量模型的测量精度高、跟踪性能好、泛化能力强,能满足发酵过程中乙醇浓度的在线测量要求,是一种有效的软测量建模方法。
- 黄永红孙丽娜程浩
- 关键词：燃料乙醇乙醇浓度核主元分析最小二乘支持向量机软测量
- 基于贝叶斯LS-SVM的海洋生物酶发酵过程软测量建模被引量：2
- 2014年
- 针对海洋生物酶发酵过程关键生物参数(如基质浓度、菌体浓度等)难以实现直接在线测量的问题,提出了一种基于贝叶斯准则的最小二乘支持向量机(LS-SVM)软测量建模方法。以典型的海洋生物酶——海洋蛋白酶为研究对象,在分析海洋蛋白酶发酵过程机理的基础上,确定了发酵过程软测量模型的辅助变量和主导变量。考虑到在LS-SVM建模中,正规化参数和核参数的优化是建模的难点,采用贝叶斯准则对LS-SVM参数进行优化,进而建立了基于贝叶斯准则的LS-SVM软测量模型。仿真验证结果表明,该模型比传统的LS-SVM具有更高的预测精度和泛化能力。
- 黄永红宋心雷
- 关键词：贝叶斯准则最小二乘支持向量机软测量
- 基于改进GPR模型的发酵过程软测量建模
- 2014年
- 针对生物反应过程中许多关键参量难以在线检测的难题,提出了一种改进的高斯过程回归建模方法。由于传统高斯过程的均值函数不易确定,从而简单预置为零,导致模型对数据的解释性不够完全的缺点。改进的方法是利用一种组合基函数来确定高斯过程回归模型的一个非零均值函数,基函数的选取是通过高斯过程建立多项式回归噪声模型的方式推导而出,最后进行软测量模型的预测输出。基于氨基酸类典型菌种L-赖氨酸反应过程关键生物量参数预测的试验研究表明:与传统的高斯过程回归模型和支持向量机相比,改进的高斯过程回归模型具有更好的预测精度和泛化能力,能很好的跟踪预测值的变化趋势。
- 嵇小辅张翔朱剑祥董秋爽
- 关键词：基函数软测量L-赖氨酸
- 基于Bayesian的海洋脂肪酶发酵过程软测量建模被引量：1
- 2015年
- 针对海洋微生物低温碱性脂肪酶发酵过程中的关键生物参数(如菌体浓度、葡萄糖浓度等)难以在线检测,提出了一种基于贝叶斯证据框架下的加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)的建模方法。首先,对生物参数进行非线性建模分析,确定软测量模型的辅助变量。然后,应用训练样本集对最小二乘支持向量机进行训练,训练过程中运用贝叶斯证据框架下的三层推断确定模型的最优权向量、最优正则化参数、最优核参数。为了提高模型的鲁棒性,根据误差变量确定权重系数,建立了在发酵过程中可准确预测生物参数的WLS-SVM模型。试验仿真中与传统最小二乘支持向量机模型进行对比,结果表明,基于贝叶斯证据框架下的加权最小二乘支持向量机模型具有计算速度快、泛化能力强、预测精度高等特点。
- 朱湘临岳海东孙谧
- 关键词：脂肪酶软测量模型最小二乘支持向量机贝叶斯
- 蛋白环形序列重组技术在脂肪酶分子改造中的应用
- 2012年
- 脂肪酶的底物特异性与酶的催化效率是限制其规模化应用的瓶颈,传统的分子改造技术在对脂肪酶的空间结构改变及大分子底物的催化效率提升方面效果并不明显。在介绍现有的脂肪酶改造技术的基础上,重点介绍了新型蛋白分子改造手段-蛋白环形序列重组(CP)技术的原理及在脂肪酶基因工程改造方面的应用。
- 付新华孙凤祥
- 关键词：脂肪酶分子改造基因工程
- 基于模糊滑模的固液分离流量控制技术的研究
- 2013年
- 研究了一种用于海洋生物酶固液分离沉降离心流量控制技术。针对海洋生物酶发酵液的固液分离系统具有大滞后、非线性、时变性和无法得出精确数学模型等特点,控制器采用将模糊控制与滑模变结构控制相结合,由DSP模块,滑模控制模块,模糊控制模块和流量传感器等部分组成。与传统的控制方法相比,具备两者优点,既保留了常规模糊控制的优点,又加强了系统的稳定性,同时减弱了滑模控制的抖振现象。
- 朱浩朱湘临刘国海孙谧
- 关键词：固液分离模糊控制滑模变结构控制
- 基于动态数据交换技术的海洋蛋白酶发酵过程GD-FNN软测量被引量：3
- 2013年
- 为实现微生物发酵过程中关键生物参数(菌体浓度、基质浓度、产物浓度等)的实时显示与存储,该文结合MATLAB与WinCC各自的优势,提出了一种基于动态数据交换(dynamic data exchange,DDE)技术的广义动态模糊神经网络(generalized dynamic fuzzy neural network,GD-FNN)软测量方法。以海洋蛋白酶发酵过程为研究对象,通过MATLAB编程,建立发酵过程GD-FNN软测量模型,获得生物参数的预测值;以Excel软件为中间桥梁,利用DDE技术实现MATLAB与上位机WinCC之间的实时数据通讯,最终获得了生物参数的实时显示与存储。应用结果表明,利用GD-FNN所建立的生物参数软测量模型具有很高的预测精度,所得的最大均方根误差为0.4266,最大平均绝对误差为0.2552,满足系统测量的精度要求;同时通过DDE技术连接MATLAB与WinCC,编程效率高,实现方便,通用性强。该研究为发酵过程的优化控制以及工业化生产提供了依据。
- 黄永红孙丽娜孙玉坤刘国海聂文惠
- 关键词：微生物神经网络动态数据交换软测量
- 基于主曲线非线性回归的赖氨酸发酵软测量
- 2015年
- 针对传统PLS方法都是将非线性因子引入到隐变量空间中,没有改变算法外模型的线性本质等局限性,提出一种基于主曲线非线性回归模型。该模型对外模型进行非线性特征提取,在隐变量空间,通过多项式函数法对隐变量之间的关系进行非线性拟合,提出了相关性增强的主曲线模型,实现了内外模型均为非线性且保持极大相关性。结果表明:与线性PLS模型相比较,所建立的软测量模型预测精度更高、泛化能力更强,较好地解决了软测量中变量维数高、数据高耦合度和强非线性问题。
- 董秋爽
- 关键词：主曲线软测量L-赖氨酸
