基于核独立成分分析的发酵过程监测方法研究

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1、北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：莉无程：日期：砂，；．r．3D关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门

2、或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在2年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：釉刃茜日期：硼s．y、；驴导师签名：够雠日期：秒限多．瑶学位论文数据集中图分类号TP277学科分类号510．8040论文编号1001020130849密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名祝元春学号2010

3、000849获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码0811课题来源横向项目研究方向发酵过程监测方法研究论文题目基于核独立成分分析的发酵过程监测方法研究关键词发酵过程，核独立成分分析，过程监测，噪声处理，监测指标论文答辩日期-论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师王建林教授北京化工大学测控技术及系统评阅人1林伟国教授北京化工大学监测技术及自动化装置评阕人2袁洪芳副教授北京化工大学信号处理评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员会主席楚纪正教授北京化工大学答辩委员1楚纪正教授北京化工

4、大学答辩委员2林伟国教授北京化工大学监测技术及自动化装置答辩委员3袁洪芳副教授北京化工大学信号处理答辩委员4王颖副教授北京化工大学答辩委员5张金会副教授北京化工大学注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在((中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GBfF13745．9)Ⅸ学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要基于独立成分分析的发酵过程监测方法研究生物发酵过程是生物工程以及现代生物技术产业化的基础。由于发酵生产的

5、不稳定性、菌体的遗传变异性以及生产设备故障等，都会使发酵产物质量下降，因此迫切需要对发酵过程进行准确的过程监测。发酵过程数据存在较强的非线性，且实际生产数据大多服从非高斯分布，核独立成分分析算法采用核的方法对数据进行非线性处理，且该方法能对非高斯分布的数据进行有效处理，满足发酵过程数据的特征要求‘。因此，研究基于核独立成分分析的发酵过程监测方法具有重要的理论意义和现实应用价值。本文基于核独立成分分析算法原理，提出一种基于核独立成分分析的过程监测方法，该方法采用了一种新的监测指标，提取了各个时刻的独立元与该时刻各批

6、次独立元均值的偏差信息；提出一种采用基于核独立成分分析的发酵过程监测方法，结合了发酵过程三维数据批次多、数据维数大、噪声累积较强的特点，采用自适应小波对发酵过程数据进行了噪声处理。基于Pensim2．0青霉素仿真模型，实现了发酵生产过程的有效监测。实验研究表明，采用新监测指标的发酵过程监测方法对微小故障更为敏感、识别能力更强，克服扰动的能力更强；采用白适应小波进行噪声处理以后，提高了监测模型的精度，监测结果更准确。采用新监测指标的核独立成分分析发酵过程监测方法，有效提取出了发酵过程数据的特征，对发酵过程进行了准确

7、的监测，降低了误报率和漏报率，为发酵生产提供了北京化T大学硕上学位论文一种有效的过程监测方法。关键词：发酵过程，核独立成分分析，过程监测，噪声处理，监测指标IIResearchonMonitoringMethodofFermentationProcessBasedKernelIndependentComponentAnalysisBiologicalfermentationprocessisthebasisofthebiologicalengineeringandmodernbiologicaltechnolog

8、yindustrialization．Allthereasons，suchastheinstabilityoffermentationproduction，thebacteriageneticvariabilityandthefailureofequipmentandSOon，candecreasethequalityofthefermentedproduct．There