[发明专利]一种生物发酵过程在线神经网络逆控制器及其构造方法

摘要

本发明公开了一种生物发酵过程在线神经网络逆控制器，包括神经网络逆离线解耦控制器构造模块和神经网络逆在线学习模块。该生物发酵过程在线神经网络逆控制器的控制方法为：将离线训练的神经网络逆系统与发酵系统串联，实现系统的线性化解耦，通过神经网络逆在线学习模块的在线学习，实现对逆控制器的在线更新。本发明将神经网络逆系统解耦方法和逆系统在线辨识方法相结合，实现了多变量发酵系统的解耦控制。采用神经网络逆系统技术实现生物发酵系统的解耦，不依赖过程的模型和参数。在神经网络逆解耦的基础上设计了逆控制器学习模块，能够适应生物发酵系统的参数时变性的特点，可以实现发酵过程变量的实时控制，符合实际工程应用的需求。

主权项

1.一种生物发酵过程在线神经网络逆控制器，其特征在于：所述逆控制器包括神经网络逆离线解耦控制器构造模块（1）和神经网络逆在线学习模块（2）；所述神经网络逆离线解耦控制器构造模块（1）分析发酵系统的可逆性，发酵系统的逆系统输入变量为发酵系统的输出变量及其导数，逆系统输出变量为发酵系统的控制输入变量，通过构造神经网络来实现逆系统的输入变量与输出变量之间的非线性关系，将神经网络逆系统串联于发酵系统（3）前面实现发酵系统的输入输出解耦；所述神经网络逆在线学习模块（2）对解耦后的伪线性复合系统设计闭环线性控制器，实现发酵系统（3）的高性能解耦控制，所述神经网络逆在线学习模块（2）的输入为实际发酵系统的输出（，），输出目标为实际发酵系统（3）的输入（，），用于定期更新所述神经网络逆控制器。