基于ICA的β-甘露聚糖酶發(fā)酵過(guò)程故障檢測(cè).pdf

1、發(fā)酵過(guò)程涉及到微生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科知識(shí)，是一種影響因素眾多、具有高度非線性、時(shí)變性和隨機(jī)性的機(jī)理復(fù)雜的生化反應(yīng)過(guò)程。當(dāng)前發(fā)酵行業(yè)一般采用兩種方法提高發(fā)酵水平：一是篩選優(yōu)良菌種，二是采用與菌種相匹配的最優(yōu)培養(yǎng)條件和控制手段。連續(xù)發(fā)酵過(guò)程通常是伴隨有物理化學(xué)反應(yīng)，相變過(guò)程，物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換和傳遞的復(fù)雜工業(yè)大系統(tǒng)；并且還伴隨有十分苛刻的生產(chǎn)條件和環(huán)境約束：整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，整體性，各生產(chǎn)裝置之間存在復(fù)雜的耦合，制約關(guān)系。所有這些特

2、點(diǎn)決定了過(guò)程控制要從全局協(xié)調(diào)，以求整個(gè)生產(chǎn)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，高效。其控制目標(biāo)應(yīng)放在提高產(chǎn)品生產(chǎn)率與質(zhì)量，節(jié)能降耗，降低成本，以適應(yīng)市場(chǎng)需求。所有這些都對(duì)過(guò)程監(jiān)控提出了新的要求，故障檢測(cè)在過(guò)程系統(tǒng)工程中變得日益重要，而實(shí)際發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)理往往十分復(fù)雜，同時(shí)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展大量的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)被采集存儲(chǔ)起來(lái)為保證生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行，操作人員需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，來(lái)及時(shí)檢測(cè)出過(guò)程干擾，控制性能惡化和設(shè)備故障并盡可能早地發(fā)現(xiàn)一些突發(fā)事件，找

3、到并去除引發(fā)這些故障的起因變量。 本文正是在以上基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)在比較新穎、實(shí)用的盲源分離技術(shù)中的獨(dú)立分量分析(ICA)技術(shù)，開(kāi)展了發(fā)酵過(guò)程中故障檢測(cè)的嘗試性工作，主要的研究?jī)?nèi)容： 將獨(dú)立分量分析的理論、算法的研究改進(jìn)并將其用于β-甘露聚糖酶發(fā)酵過(guò)程中故障檢測(cè)信號(hào)的盲源分離。針對(duì)β-甘露聚糖酶發(fā)酵過(guò)程中所獲得的信號(hào)往往是源信號(hào)與干擾信號(hào)的混合，為了從接收到的信號(hào)中濾除干擾信號(hào)而恢復(fù)源信號(hào)，本人嘗試引入獨(dú)立分量分析(ICA)