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| 編輯推薦： |
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全书从解决生物工程及相关领域的实际问题出发，通过近百个典型案例，介绍了MATLAB在生物工程方面的应用方法与技巧。
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| 內容簡介： |
MATLAB作为一款高性能数值计算软件，以其易学易用功能为生物化工领域解决数值计算问题提供了便捷的解决方案。本书从解决生物化工及相关领域的实际问题出发，以MATLAB R2016b版本为平台，通过近百个实例，详尽介绍了用MATLAB实现酶反应、微生物反应、化工传热及传质过程的数据分析与统计、参数计算与优化、动力学模拟、模型参数估计的方法与技巧。全书内容包括MATLAB入门基础、线性与非线性方程（组）求解、符号微分与积分、数值微分与积分、数据插值与拟合、无约束与有约束的线性及非线性规划等内容。涵盖了MATLAB符号运算工具箱、曲线拟合工具箱、优化工具箱、统计工具箱、生物过程模拟工具的应用。
本书适合生物化工及相关领域MATLAB的初、中级读者，可供高等院校生物工程、化学工程、环境工程、制药工程、食品工程及相关专业师生阅读参考，也可供相关领域科研人员自学与参考。
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| 目錄：
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第1章MATLAB基础 001
1.1MATLAB工作环境 001
1.1.1MATLAB窗口 001
1.1.2M文件的编辑调试环境 003
1.1.3在线帮助 005
1.2数学运算 006
1.2.1基础运算 007
1.2.2数组及运算 008
1.3绘图功能 012
1.3.1基本图形 012
1.3.2对数坐标图形 019
1.3.3函数绘图 019
1.3.4双轴绘图 020
1.4数据导入与导出 021
1.4.1数据导入 021
1.4.2数据导出 025
第2章线性与非线性方程（组）的应用 027
2.1线性方程组 027
2.1.1细胞反应的元素衡算 028
2.1.2细菌共存数的确定 028
2.1.3多级逆流萃取理论级数的确定 029
2.2非线性方程组 032
2.2.1应用基础 032
2.2.2汽液平衡组成及泡点温度的确定 036
2.2.3分批培养过程细胞浓度的确定 037
2.2.4换热器组温度的优化 038
2.2.5传热过程流量的调节 040
第3章微分模型的应用 042
3.1微分的解析解 042
3.1.1微分方程与微分函数的解析解 042
3.1.2连续搅拌反应器最大稀释率的确定 045
3.1.3酶底物抑制动力学方程及最佳底物浓度的确定 047
3.1.4发酵培养基最佳配方的确定 048
3.2微分方程数值解 050
3.2.1应用基础 050
3.2.2细胞生长动力学模拟 051
3.2.3细胞分批培养过程动力学模拟 052
3.2.4有无菌体死亡的细胞生长与基质消耗的动力学模拟 054
3.2.5恒速流加细胞分批培养过程的动态模拟 060
第4章积分模型的应用 064
4.1符号积分 064
4.1.1应用基础 064
4.1.2均相酶促反应时间的确定 066
4.2数值积分 067
4.2.1应用基础 067
4.2.2均相酶促反应时间的确定 069
4.2.3乳糖在平推流反应器中水解的AF的确定 069
4.2.4高浓度气体吸收传质单元数的计算 070
第5章数据插值与拟合 073
5.1数据插值 073
5.1.1一维与二维插值 073
5.1.2折光率与乙醇质量分数的估算 076
5.1.3发酵时间与青霉素浓度的估算 077
5.2数据拟合——曲线拟合工具箱（Curve Fitting Toolbox）的应用 079
5.2.1Curve Fitting Toolbox的交互环境 079
5.2.2多项式拟合——反应物分压与反应时间关系模型 080
5.2.3有理式拟合——无抑制的细胞生长动力学模型 081
5.2.4幂函数拟合——强制对流传热关联式及反应级数的确定 082
5.2.5自定义方程拟合——有无抑制剂的酶反应动力学模型 088
第6章优化工具箱（Optimization Toolbox）的应用 093
6.1线性规划 093
6.1.1无约束与有约束线性规划 093
6.1.2污水系统处理费用最小值的确定 096
6.2非线性规划 097
6.2.1无约束与有约束非线性规划 097
6.2.2保温层厚度的优化 100
6.2.3发酵生产年利润最大化的确定 103
6.3优化工具箱图形用户界面（GUI） 105
6.3.1GUI优化工具的启动与使用 105
6.3.2无约束优化（fminunc fminsearch求解器） 106
6.3.3有约束优化（fmincon求解器） 107
6.3.4线性规划（linprog求解器） 108
6.3.5非线性最小二乘优化（lsqnonlin求解器） 108
6.3.6遗传算法优化（ga求解器） 108
6.3.7遗传算法优化发酵过程体积溶氧传递系数（ga求解器） 110
第7章细胞反应动力学模型参数的估计 114
7.1细胞反应动力学研究方法 114
7.2洋葱伯克霍尔德菌分批发酵动力学研究 114
7.2.1模型建立与模型参数估计方法 115
7.2.2模型参数初始值的估计 116
7.2.3动力学模型参数的估计 120
第8章生物系统模拟工具（SimBiology）的应用 123
8.1酶反应动力学模拟 123
8.1.1可逆酶反应动力学模拟 123
8.1.2有抑制剂的酶反应动力学模拟 126
8.2细胞反应动力学模拟 129
8.3细胞反应模型参数的估计 132
参考文献 136
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| 內容試閱：
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MATLAB（Matrix Laboratory，矩阵实验室）是由美国MathWorks公司推出的一款高性能数值计算软件，以其简单易学、强大的计算功能及图形表达功能、界面友好的特点，在工程计算等诸多领域得到了广泛应用，成为当前国际流行的科学计算软件。在发达国家，MATLAB在生物化工领域的应用已经相当普及，相关书籍也较多。而在我国用计算机辅助生物化工计算还比较薄弱，相关文献大多只局限在给出计算机计算或模拟结果，却没有用计算机实现的具体过程及程序，使业内人士遇到类似问题常常束手无策。笔者在应用MATLAB进行生物化工计算的探索过程中，解决了教学与科研中遇到的许多实际问题，积累了一些经验与教训。笔者旨在通过此书总结十几年间使用MATLAB在生物化工领域应用的实践经验，与大家分享在MATLAB学习和应用中的成果及体会，使我国生物化工科技工作者尽快了解、熟悉和使用MATLAB，减少消耗在编程及数学理论和计算上的时间和精力，享用MATLAB给生物化工数值计算带来的便利。
本书通过近百个实例，为生物化工过程的计算、建模与模拟提供了具体的实例参考，具有如下特点。
（1）应用性本书以应用为目的，不要求读者掌握高深的数学知识和计算机理论，紧密结合生物化工及相关领域的应用实例，由浅入深地介绍了MATLAB应用基础，用MATLAB对典型酶反应、微生物反应、化工传热及传质过程进行数据分析与统计、参数计算与优化、动力学模拟以及模型参数估计的具体方法，使读者对MATLAB入门以及用MATLAB进行生物化工计算与模拟提供了可借鉴的应用程序。
（2）适用性本书采用MATLAB R2016b版本，用户界面以中文显示，并按照“中文英文”用户界面，以汉-英双语形式介绍，以满足不同读者的需要。
根据我国高等院校本科生及硕士研究生的“生物化学”“化工原理”“生物反应工程”等相关课程，部分实例来源于国内相关教材，为教学用MATLAB实现其计算与模拟提供了具体指导。
（3）拓展性本书一些实例介绍了MATLAB的多种求解途径，有些实例还出现在不同的章节里，为读者展示了用MATLAB解决同一问题的不同思路及方法，使读者更全面地了解MATLAB的特性与功能，比如用生物系统模拟工具的图形用户界面（GUI）使细胞反应模型的参数估计过程大为简化。还有一些实例具有很强的综合应用性，如“有无菌体死亡的细胞生长与基质消耗的动力学模拟”“恒速流加分批培养过程的动态模拟”“细胞反应动力学模型参数的估计”等，为读者提供了用MATLAB解决此类综合问题的实践方法。
出版此书，感谢美国MathWorks公司及时提供更新软件以及技术支持，感谢辽宁省石油化工规划设计院有限公司教授级高级工程师杜菊女士为本书绘制了插图。
由于笔者水平有限，书中难免会有不足之处，恳请读者提出宝贵意见。
刘俏
2018.4
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