Merkmalsselektion und Zustandsschätzung für die Bioprozeßüberwachung

Zusammenfassung

Das biotechnologische System als ein komplexes, nichtlineares und zeitvariables System. Biotechnologie ist die Verbindung von Naturwissenschaften (Biologie, Molekularbiologie und Biochemie) mit den Ingenieurwissenschaften (Verfahrenstechnik und Steuerungstechnik) zur industriellen Nutzung von Organismen, Zellen oder Teilen von ihnen. [1], Biotechnologische Verfahren nutzen biochemische und biologische Stoffwandlungsprinzipien im technischen Maßstab. Diese Stoffwandlungsprozesse, die zum Teil im intrazellulären Raum der Mikroorganismen oder Zellen ablaufen und biologisch determiniert sind, lassen sich von außen durch die gezielte Beeinflussung der Zellumgebung steuern. Bei der Anwendung von Steuerungs- und Optimierungstechniken sind aber die speziellen Prozeßanforderungen zu berücksichtigen. Die Besonderheit biotechnologischer Prozesse liegt in der Verbindung eines technischen Systems mit einem biotischen System. Das technische System ist in der Regel vollständig beschreibbar. Das biotische System ist komplex, nichtlinear und zeitvariabel. Es zeichnet sich durch drei wesentliche Eigenschaften aus:

• der Fähigkeit, sich selbst in einem unscharfen Bereich zu reproduzieren

• der Fähigkeit, sich der Umgebung anzupassen

• der Fähigkeit, die Umgebung zu verändern (Abb. 20.1.).