matlab软件论文：matlab软件 bp神经网络 鼠李糖脂发酵 多参数优化方法

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1、【关键词】Matlab软件BP神经网络鼠李糖脂发酵多参数优化方法【英文关键词】MatlabsoftwareBPneuralnetworkrhamnolipidfermentationMulti-objectiveoptimizationMatlab软件论文：基于Matlab的鼠李糖脂发酵生产参数优化方法设计与实现【中文摘要】鼠李糖脂是由假单胞菌或伯克氏菌类产生的一种生物代谢性质的生物表面活性剂。同时也是一种研究时间最长、应用技术最为成熟的一种生物表面活性剂。大庆沃太斯化工有限公司在对大量的科研成果进

2、行消化吸收后，于2006年引进了鼠李糖脂生物发酵中试技术，开始进行工业化生产的探索，并于次年建成了12000吨/年发酵液生产线，产率达到25～35g/L相对稳定的水平，个别情况下也生产出了40g/L的产品，与美国的工业化装置鼠李糖脂生物发酵液下罐水平相当。但也经常有产率水平非常低的情况发生，而且与天气环境、培养基配方基本无关，各岗位操作参数也都控制在工艺规范的区间内。鼠李糖脂发酵生产的操作是由锅炉、空气压缩机、配料补料、发酵罐温控、实验室检测等五个岗位的操作人员协同完成的，四个班组三班倒，一个班组七

3、个操作员，每个岗位的工艺规范也制定的很科学，每个岗位操作应严格按岗位工艺规定完成所负责的工作。但技术人员在对所有操作参数、生产结果进行汇总、分析后，这样做并没有保证产率处在一个较高的稳定值，认为在众多操作参数的工艺规范区间内，一定有一个最合理的操作参数组合，也就是说，这是一个典型的多目标寻优问题。利用人工神经网络对非线性关联的多目标问题进行最优化求解是可行的方案。本文通过对人工神经网络的讨论，采用向前反馈的人工神经网络（BP网络）构建了一个8-10-1结构的鼠李糖脂发酵操作参数预测产率的模型，用随机

4、平行的方法选取占统计数据四分之三操作参数数据对模型进行训练，同时用遗传算法对这个BP网络的权值和阈值进行了全域的优化，然后用另外的四分之一的操作参数进行模型仿真，将结果与统计的操作结果产率进行比较，达到了设定的误差值。在对操作参数寻优与产率最大预测求解时，为了减少模型运算工作量，本文没有采用按遗传算法的方法对8个操作参数进行全局寻优的方案，而是采用散点统计方法，按操作参数与产率的关联度排序，选取与产率关联度最大的两个参数进行优化。而且也用散点统计的方法，先行将目标优化的操作参数的优化区间缩小，再按生

5、产线一般的操作方法，对选定的两个参数的寻优区间的寻优方案，进行具体的梯度设定。为了避免散点统计法对散点集中分布区域外的对应点的误判，在散点统计图中，按产率较大集中分布点的原则，在最集中区域外也选择散点相对集中的两到三个点，对选定的参数优化区域进行补充。其它操作参数按散点统计法选择散点最集中的参数值。然后用正交法组合选定操作参数值，得到63个操作参数组，这样就将在8个类参数中上万个参数组合里寻优的问题，简化为两个参数类在限定区域内的63组参数的寻优问题。在利用上述方法得到产率最大值和对应的优化参数组合

6、后，从发酵理论角度，对其它操作参数的变化方向与产率的变化方向进行关联分析，选择除上述两个操作参数外，理论上与产率有相对较大关联的三个参数，结合理论上增加产率的方向与散点统计的结果，但又不超出工艺规范的原则，对这三个参数进行修正，分别与上述两个参数一起用BP网络模型对最大产率进行求解，从运算的结果看，修正后的产率最大求解值比之前的最大求解值提高了10.84%。【英文摘要】Rhamnolipidisthemetabolism,andoneofthebiosurfactantthatproducedbyp

7、seudomonasorburke’sfungus,andalsoakindofbiosurfactantthatwasresearched、applicatedforthelongesttime.ThedaqingvictexchemicalCo.,LTD.Onalotofthescientificresearchresultsofthe[1,2,3,4,5]digestionandabsorptionin2006aftertheintroductionofrhamnolipidfermentat

8、ionpilottechnologyandstartindustrializedproductionofexploration,andinthefollowingyearbuilt12000tons/yearfermentedliquidproductionline,theproductionrateof25to35g/Lrelativelystablelevel,individualcasesalsoproducedthe40g/Lproducts,andAmeri