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。

补料分批发酵过程计算机控制系统的设计与应用

针对补料分批发酵过程的特点,设计了一套适合于现场控制策略的计算机控制系统。其中现场控制部分采用OMRON公司的C200HEPLC进行数据的采集和常规控制任务;上位机采用国产组态软件组态王编程,考虑到组态王在编制复杂算法程序方面的局限性,故用VB编制复杂控制算法程序,实现组态王的二次开发。实际应用表明,该系统可靠、稳定、控制精度较高。