[发明专利]基于多传感器信息融合的发酵过程状态监测与控制方法

摘要

本发明公开一种基于多传感器信息融合的发酵过程状态监测与控制方法，对用于模型校正的发酵过程产物样本分别采用在线仪表、机器视觉、近红外光谱、电子鼻采集获取原始数据，同时进行常规理化分析获取生化参数指标；将生化参数指标结合在线仪表获取的理化过程参数指标共同组建一个标准数据库；分别提取各个有效特征信息；将各个有效特征信息组成特征向量，将特征向量分别与标准数据库中的生化参数指标和理化过程参数指标进行一一对应，通过人工神经网络和支持向量机构建关键状态参数多传感器信息融合模型；将软测量值与实测结果进行软仪表诊断，依据诊断结果实时更新数据库，并对模型进行在线自适应修正，根据软仪表诊断结果执行相应控制。

主权项

一种基于多传感器信息融合的发酵过程状态监测与控制方法，其特征在于包括以下步骤：（1）在线采集不同发酵批次、不同发酵时间、具有代表性的用于模型校正的发酵过程产物样本；（2）对用于模型校正的发酵过程产物样本分别采用在线仪表、机器视觉、近红外光谱、电子鼻采集获取原始数据，同时进行常规理化分析获取生化参数指标；将经常规理化分析获取的生化参数指标结合在线仪表获取的理化过程参数指标共同组建一个标准数据库； （3）采用计算机对机器视觉、近红外光谱和电子鼻采集获取的原始数据信息分别进行预处理，再分别提取能表征发酵过程关键状态参数的各个有效特征信息；（4）将各个有效特征信息组成特征向量，将特征向量分别与已建的所述标准数据库中的生化参数指标和理化过程参数指标进行一一对应，通过人工神经网络和支持向量机构建关键状态参数多传感器信息融合模型；（5）采用机器视觉、近红外光谱和电子鼻分别在线采集待测发酵过程产物样本的相应数据信息，同时通过在线仪表直接测量得到实测结果；采用计算机对相应数据信息进行预处理和提取相应特征信息，并代入所述关键状态参数多传感器信息融合模型得到发酵过程关键状态参数的软测量值；（6）将软测量值与实测结果进行软仪表诊断，依据诊断结果实时更新数据库，并对关键状态参数多传感器信息融合模型进行在线自适应修正，采用控制器根据软仪表诊断结果执行相应控制。