一种金霉素发酵过程补糖速率优化控制的方法和系统

摘要

本发明提供了一种金霉素发酵过程补糖速率优化控制的方法和系统。所述方法包括：建立补糖速率设定模型；建立可在线预测的、发酵罐中总糖浓度的软测量模型；对总糖浓度的软测量模型的参数进行校正，并按照校正后的软测量模型得出预测的总糖浓度目标值；对补糖速率设定模型进行校正，并按照校正后的补糖速率设定模型得出发酵过程中补糖速率的计算值；按照预置的金霉素发酵过程中的补糖控制算法、预测的总糖浓度目标值以及发酵过程中补糖速率的目标值，计算发酵罐在相应发酵阶段的补糖速率；按照补糖速率进行补糖操作，以实现对发酵过程中补糖速率的智能控制。

主权项

一种金霉素发酵过程补糖速率优化控制的方法，其特征在于，包括：根据预置的金霉素发酵过程的历史操作经验数据和操作规则数据，建立补糖速率设定模型，所述补糖速率设定模型包括针对金霉素发酵过程进行补糖操作设定的补糖速率的变化范围；基于所述发酵过程的历史数据，以及可在线检测的、发酵罐的相关参数值，采用数据挖掘算法、人工神经网络算法和最优化算法，建立可在线预测的、发酵罐中总糖浓度的软测量模型；根据所述历史数据和可在线检测以及离线分析的、发酵罐的相关参数值，对所述总糖浓度的软测量模型的参数进行校正，并按照校正后的软测量模型得出预测的总糖浓度目标值，进行校正时，使预测的总糖浓度值与离线分析的总糖浓度值的偏差达到最小；根据可在线检测的、发酵罐的相关参数值，对所述补糖速率设定模型进行校正，并按照校正后的补糖速率设定模型得出发酵过程中补糖速率的计算值，使所述计算值与校正前所述补糖速率设定模型输出的补糖速率的目标值的偏差达到最小；按照预置的金霉素发酵过程中的补糖控制算法、预测的总糖浓度目标值以及发酵过程中补糖速率的目标值，计算发酵罐在相应发酵阶段的补糖速率；按照所述补糖速率进行补糖操作，以实现对发酵过程中补糖速率的智能控制；其中，所述补糖控制算法如式(1)：$U\left(t\right)=\bar{U}\left(t\right)+\Delta U\left(t\right)---\left(1\right)$式(1)中，U(t)为t时刻的补糖速率；为t时刻的补糖速率目标值；ΔU(t)为t时刻的补糖速率增量值；所述补糖速率增量值如式(2)：ΔU(t)＝δ(t)·σ_F(t)   (2)式(2)中有：$\delta \left(t\right)=\frac{C_r\left(t\right)-C\left(t\right)}{{\sigma }_S\left(t\right)}---\left(3\right)$式(3)中，t为发酵时间；δ(t)为补糖速率调整系数；σ_F(t)为补糖速率标准差，C_r(t)为总糖浓度目标值；C(t)为总糖浓度；σ_S为总糖浓度可调幅度。