[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

权利要求书

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。

2.一种生物发酵过程在线神经网络逆控制器的构造方法，其特征在于：将离线训练的神经网络逆系统与发酵系统（3）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（2）的在线学习，实现对逆控制器的在线更新；具体步骤为：

(1)对发酵过程的模型进行可逆性分析，确定逆系统的输入输出量；系统当前时刻输出及其前一时刻输出为逆系统的输入变量，系统的控制输入量作为逆系统的输出量；

(2)采集具有代表性的发酵过程输入输出数据；

(3)选择结构为单隐层BP神经网络，利用采集的数据训练神经网络，使其训练误差达到给定的精度；

(4)将步骤（3）中训练好的神经网络串联于被控发酵系统（3）之前，实现发酵系统（3）的线性化和解耦；

(5)以生物发酵系统（3）输入参数为输入，生物发酵系统（3）输入为输出，通过神经网络逆在线学习模块（2），实现对生物系统逆的在线学习；

(6) 定期用神经网络逆在线学习模块（2）更新神经网络逆控制器。