微生物發(fā)酵過程的LS-SVM軟測量及工程化技術(shù)研究的開題報告

微生物發(fā)酵過程的LS-SVM軟測量及工程化技術(shù)研究的開題報告一、選題背景微生物發(fā)酵過程是工業(yè)生產(chǎn)、食品加工與制藥等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)生物化學(xué)過程。而對于微生物發(fā)酵過程的過程監(jiān)測與控制是實(shí)現(xiàn)優(yōu)良產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率的重要手段。LS-SVM是一種新型的支持向量機(jī)算法，能夠克服傳統(tǒng)支持向量機(jī)算法中需要確定許多參數(shù)的問題，在工業(yè)應(yīng)用中得到了廣泛應(yīng)用。因此，本文將探討如何利用LS-SVM軟測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)對微生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵指標(biāo)的在線預(yù)測，并將嘗試將該技術(shù)進(jìn)行工程化的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時、高效、準(zhǔn)確的發(fā)酵過程控制。二、選題意義目前，傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵過程監(jiān)測與控制方法主要依賴于離線實(shí)驗(yàn)室測試，其操作步驟繁瑣、周期長、成本高，無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求。同時，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法往往只能獲得離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)，難以反映微生物發(fā)酵過程中的復(fù)雜動態(tài)變化，難以及時發(fā)現(xiàn)并修正異常情況，因此，在線監(jiān)測與控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微生物發(fā)酵過程自動化、高效化、低成本化的必要手段。利用LS-SVM軟測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)微生物發(fā)酵過程的關(guān)鍵指標(biāo)的在線預(yù)測，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持續(xù)流動，實(shí)現(xiàn)對過程狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測，使得工藝的暢通運(yùn)行在人工干預(yù)的基礎(chǔ)上得以最大限度地保障，為工業(yè)生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)手段。三、研究內(nèi)容本文將首先建立微生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵指標(biāo)的預(yù)測模型，然后將該模型進(jìn)行LS-SVM軟測量技術(shù)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對微生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵指標(biāo)的在線預(yù)測。隨后，將進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析該模型的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和可靠性。最后，將嘗試將該技術(shù)進(jìn)行工程化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對微生物發(fā)酵過程的實(shí)時監(jiān)測與控制。四、預(yù)期結(jié)果實(shí)現(xiàn)對微生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵指標(biāo)的在線預(yù)測，建立LS-SVM軟測量模型，在多次實(shí)驗(yàn)中對該模型進(jìn)行驗(yàn)證，并將該技術(shù)進(jìn)行工程化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對微生物發(fā)酵過程的實(shí)時監(jiān)測與控制，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本。五、研究方法1.收集并整理微生物發(fā)酵過程的相關(guān)信息和大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立微生物發(fā)酵過程的關(guān)鍵指標(biāo)預(yù)測模型。2.將模型進(jìn)行LS-SVM軟測量技術(shù)的優(yōu)化。3.進(jìn)行模型的多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析其性能。4.將該技術(shù)進(jìn)行工程化應(yīng)用。六、可行性分析本課題涉及多個學(xué)科，需要綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計、計算機(jī)等多種技能對微生物發(fā)酵過程的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，并通過LS-SVM軟測量技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，旨在最終實(shí)現(xiàn)對微生物發(fā)酵過程的實(shí)時監(jiān)測與控制。本課題具有一定的理論和實(shí)際意義，具有較強(qiáng)的可行性。七、研究進(jìn)度安排第一年：1.調(diào)研與文獻(xiàn)研究。2.建立微生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵指標(biāo)預(yù)測模型。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集與整理。第二年：1.將模型進(jìn)行LS-SVM軟測量技術(shù)的優(yōu)化。2.進(jìn)行模型的多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析其性能。第三年：1.將該技術(shù)進(jìn)行工程化應(yīng)用。2.論文撰寫與答辯準(zhǔn)備。八、參考文獻(xiàn)1.閻學(xué)通,羅俊如,宋海軍.工業(yè)發(fā)酵離線在線檢測技術(shù)綜述[J].生物技術(shù)通報,2010,26(04):109-113.2.ZhouG,LuJ,ChenP.Asupportvectormachineapproachtoassessthefed-batchfermentationprocessforaceticacidproduction[J].BioprocessEngineering,2011,34(5):579-586.3.呂煜,田增毅.貫通式面包烤房蒸汽溫度的LS-SVM軟測量[J].西南交通大學(xué)學(xué)報,201