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本文首先建立了生物發(fā)酵過程的仿射非線性數學模型，然后采用微分幾何精確線性
化理論，把非線性系統(tǒng)轉化成了一個線性系統(tǒng)，最后在此基礎上應用非線性變結構控制理論指數趨近律法進行設計，實現了一種較新的對發(fā)酵過程的控制。仿真結果表明，該控制系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能。
生物科學的迅速發(fā)展對微生物發(fā)酵過程的控制提出了越來越高的要求。由于發(fā)酵過程
是一個非常復雜的生化過程，其數學模型是一個多參數、時變、耦合的非線性系統(tǒng)，因此采用傳統(tǒng)的PID 控制、定值控制或近似線性化方法顯然很難取得良好的控制效果。近年來，隨著現代控制理論和計算機技術的不斷發(fā)展，針對發(fā)酵過程的控制，國內外學者提出了預測控制、遺傳算法、神經網絡、神經網絡逆系統(tǒng)等許多有價值的方法。文獻[1]嘗試了微分幾何方法，但由于發(fā)酵過程模型的不確定性和參數的時變性使得其控制效果并不理想。
基于指數趨近律法的變結構滑模控制，以其設計簡單、魯棒性強等優(yōu)點有效地彌補了
微分幾何控制的不足。本文在采用微分幾何方法實現系統(tǒng)精確線性化解耦的基礎上，利用非線性變結構控制理論指數趨近律法進行設計，從而既實現了系統(tǒng)的非線性解耦控制，提高了系統(tǒng)的控制精度，又有效克服了微分幾何方法魯棒性差和過分依賴數學模型的缺點，提高了對發(fā)酵過程的控制能力。
化理論，把非線性系統(tǒng)轉化成了一個線性系統(tǒng)，最后在此基礎上應用非線性變結構控制理論指數趨近律法進行設計，實現了一種較新的對發(fā)酵過程的控制。仿真結果表明，該控制系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能。
生物科學的迅速發(fā)展對微生物發(fā)酵過程的控制提出了越來越高的要求。由于發(fā)酵過程
是一個非常復雜的生化過程，其數學模型是一個多參數、時變、耦合的非線性系統(tǒng)，因此采用傳統(tǒng)的PID 控制、定值控制或近似線性化方法顯然很難取得良好的控制效果。近年來，隨著現代控制理論和計算機技術的不斷發(fā)展，針對發(fā)酵過程的控制，國內外學者提出了預測控制、遺傳算法、神經網絡、神經網絡逆系統(tǒng)等許多有價值的方法。文獻[1]嘗試了微分幾何方法，但由于發(fā)酵過程模型的不確定性和參數的時變性使得其控制效果并不理想。
基于指數趨近律法的變結構滑模控制，以其設計簡單、魯棒性強等優(yōu)點有效地彌補了
微分幾何控制的不足。本文在采用微分幾何方法實現系統(tǒng)精確線性化解耦的基礎上，利用非線性變結構控制理論指數趨近律法進行設計，從而既實現了系統(tǒng)的非線性解耦控制，提高了系統(tǒng)的控制精度，又有效克服了微分幾何方法魯棒性差和過分依賴數學模型的缺點，提高了對發(fā)酵過程的控制能力。
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