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公开(公告)号：CN115343345A
公开(公告)日：2022-11-15
申请号：CN202211122050.8
申请日：2022-09-15
Applicant: 南京工业大学
IPC: G01N27/327 , G16B5/00 , G16C10/00 , G16C20/10
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应卡尔曼滤波算法的葡萄糖酶生物传感器高精度检测方法，用了酶电极传感器产生纳安级微小电流，设计恒电位电路保持CE和RE两端具有恒定偏压，保证抗干扰性最佳；通过互阻抗放大器转换为标准电压信号，通过数据采集系统完成原始数据的采集与分析，由外部16位AD转换电路转化为数字信号，建立标定系统采集同体积同浓度标准液响应信号，计算误差值作为卡尔曼滤波模型参数判断条件，根据葡萄糖酶电极响应信号AD值与发酵液中葡萄糖浓度建立线性方程，判断当前测量值浓度范围，采用自适应卡尔曼滤波算法完成数据的滤波去噪，在高浓度下优化移动平滑滤波算法，进行前段滤波，从而实现发酵液中葡萄糖浓度的高精度检测。
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公开(公告)号：CN116751896A
公开(公告)日：2023-09-15
申请号：CN202310641793.4
申请日：2023-05-30
Applicant: 南京工业大学
IPC: C12Q3/00 , C12P7/46 , C12M1/00 , C12M1/02 , C12M1/34 , C12M1/36 , G16C20/70 , G16C20/10 , G06N3/0464 , C12R1/19
Abstract: 本发明公开了一种基于改进指数平滑神经网络模型的反馈补料方法及系统，该方法用于大肠杆菌利用底物葡萄糖生产丁二酸发酵体系，利用在线监控仪周期性检测发酵体系内组分浓度，计算各检测周期内糖耗速率并通过改进三次指数平滑模型并进行发酵下一周期糖耗速率的预测，同时根据待预测序列的方差值进行平滑系数的优化计算。之后采用RBF神经网络进行指数平滑预测残差的修正，依据糖耗速率最终预测值进行补料量的计算，控制蠕动泵组向发酵罐内流加葡萄糖的速度及时间，将发酵罐内的葡萄糖浓度稳定、精确地控制在设定范围。
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公开(公告)号：CN115343345B
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202211122050.8
申请日：2022-09-15
Applicant: 南京工业大学
IPC: G01N27/327 , G16B5/00 , G16C10/00 , G16C20/10
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应卡尔曼滤波算法的葡萄糖酶生物传感器高精度检测方法，用了酶电极传感器产生纳安级微小电流，设计恒电位电路保持CE和RE两端具有恒定偏压，保证抗干扰性最佳；通过互阻抗放大器转换为标准电压信号，通过数据采集系统完成原始数据的采集与分析，由外部16位AD转换电路转化为数字信号，建立标定系统采集同体积同浓度标准液响应信号，计算误差值作为卡尔曼滤波模型参数判断条件，根据葡萄糖酶电极响应信号AD值与发酵液中葡萄糖浓度建立线性方程，判断当前测量值浓度范围，采用自适应卡尔曼滤波算法完成数据的滤波去噪，在高浓度下优化移动平滑滤波算法，进行前段滤波，从而实现发酵液中葡萄糖浓度的高精度检测。
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公开(公告)号：CN115730500A
公开(公告)日：2023-03-03
申请号：CN202211514558.2
申请日：2022-11-30
Applicant: 南京工业大学
IPC: G06F30/25 , G06Q10/04 , G06N3/006 , G06F119/14 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开一种基于多组分浓度在线检测的反馈补料控制方法，用于酿酒酵母生产乙醇，包括：S1原位在线取样，利用在线监控仪实时检测发酵罐中底物和产物浓度；S2根据检测的底物、产物与软测量模型预测的菌体浓度建立基于底物消耗的动力学模型；S3结合粒子群算法对底物消耗动力学的参数进行优化，将优化后模型作为参考轨迹；S4滚动优化浓度反馈控制器的输出；S5根据基于二次型性能指标的单神经元自适应PID反馈控制器，计算控制器的输出，实现对最优设定轨迹的快速追踪，使发酵罐中的底物浓度维持在所需浓度。实验证明，基于组分浓度在线检测的反馈补料控制有利于底物的利用率和产物的生成，同时本方法也可适用于其他的实际发酵中。
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