生物发酵过程温度PID控制器设计-江苏科技大学学报.PDFVIP

第１９卷第５期 华　东　船　舶　工　业　学　院　学　报（自然科学版） Ｖｏ１１９ Ｎｏ５ 　 ２００５年１０月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥａｓｔＣｈｉｎａＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｏｃｔ．２００５ 　　　　　　 文章编号：１００６－１０８８（２００５）０５－００５７－０４ 生物发酵过程温度ＰＩＤ控制器设计 １ １ ２ １ 祁云嵩 ，刘同明 ，章金元 ，赵　翔 （１．江苏科技大学 电子信息学院，江苏 镇江２１２００３；２．东方生物工程设备技术有限公司，江苏 镇江２１２０００） 摘　要：设计并分析生物发酵过程温度控制器的性能，讨论了控制品质调节的可行方案，利用人工神经 网络解决了实时控制过程中的参数调节等复杂计算问题。其实现方法简单易行，对其它工程应用也有 一定的参考价值。 关键词：ＰＩＤ控制器；生物发酵；温度控制 中图分类号：ＴＰ２７３　　　　　　　　文献标识码：Ａ ＤｅｓｉｇｎｏｆＰＩＤＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌ ｉｎＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ １ １ ２ １ ＱＩＹｕｎｓｏｎｇ，ＬＩＵＴｏｎｇｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｙｕａｎ，ＺＨＡＯＸｉａｎｇ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｎｊｉａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１２００３，Ｃｈｉｎａ； ２．ＺｈｅｎｊｉａｎｇＥａｓｔＢｉｏｔｅｃｈＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｔｄ．，ＺｈｅｎｊｉａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１２０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｐｒａｃｔｉｃａｌＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｄｊｕｓｔｉｎｇｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｏｌｖｅ ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｒｅａｌｔｉｍｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓｐａｒａｍｅｔｅｒｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｅａｓ ｉｌｙａｎｄｉｔｉｓａｌｓｏｖａｌｕａｂｌｅｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｏｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ ０　引　言 生物发酵技术和发酵控制装置是生物技术产业化的基础，也是企业和科技人员关注的焦点。为了 减少生产成本，增加产量，提高产品质量，必须将发酵过程准确、自动地控制在适当的状态。生物发酵控 制系统主要检测控制发酵罐的ＰＨ值、溶解氧、含糖度、供风量、温度、压力等参数。生物发酵是一个较 复杂的生化反应过程，温度、气压、ＰＨ值等多项指标对产品的质量至关重要。由于其过程控制具有高度 非线性、时变性和随机性，无论是通过某些假设导出的机理模型，还是通过实验所得出的控制模型，其适 用范围都是有限的，很难准确有效地描述整个控制过程特性。要取得较理想的控制效果，必须建立基 于现代控制理论的智能控制系统。温度控制是生物发酵控制中最重要、同时也是最难以实现的典型指 收稿日期：２００４－０９－１４ 基金项目：市级民品技术攻关课题（２００２３２１） 作者简介：祁云嵩（１９６７－），男，江苏如皋人，江苏科技大学高级工程师。 ５８ 华东船舶工业学院学报（自然科学版） ２００５年 ［１，２］ 标之一 。本文以生物发酵过程控制中的