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PRNN对Bacillus cereus DM423分批培养过程中生物量的软测量
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TS201.3[轻工技术与工程—食品科学;轻工技术与工程—食品科学与工程] TP183[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]华南理工大学轻化工研究所,广东广州510640
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(20436020)
中文摘要:

为利用神经网络的非线性处理能力准确反映微生物培养的动态过程,应用部分反馈神经网络(PRNN)对分批培养过程中的Bacillus cereus DM423的生物量进行软测量,构建了拓扑结构为11-5-1的部分反馈神经网络.网络的输入量为pH、温度、溶氧量和葡萄糖浓度的延时量,同时将网络输出的生物量浓度进行延时、反馈作为网络输入量,输出量为生物量浓度当时值,算法为BPTT法,获得的网络泛化能力较好,训练样本的均方差为0.56×10^-3.此外,所建立的部分反馈神经网络具有良好鲁棒性,可抵抗小幅度的高斯噪声干扰.对Bacillus cereus DM423分批培养过程进行多步预测,预测精度高.

英文摘要:

Neural networks with nonlinearity correctly describe the dynamic process of microorganism cultivation. In this paper, the biomass of Bacillus cereus DM423 during a batch cultivation was measured by a soft-sensor based on the partial recurrent neural network (PRNN) , and a PRNN with the topology of 11-5-1 was constructed, in which the pH value, the temperature, the dissolved oxygen content, the glucose concentration at two previous times, as well as the delays and feedbacks of estimated biomass concentration at three previous times, were used as the input variables, the current biomass concentration was used as the output variable, and the BPTT algorithm was employed. The results show that the constructed network is of good generalization and that a mean square error of 0. 56× 10^-3 is attained. It is also found that the the constructed network is robust in resisting low Gaussian noise, and is suitable for the accurate multi-step prediction of biomass of Bacillus cereus DM423 during a batch cultivation.

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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22954