前言

MATLAB（Matrix Laboratory，矩陣實驗室）是由美國MathWorks 公司推出的一款高性能數(shù)值計算軟件，以其簡單易學、強大的計算功能及圖形表達功能、界面友好的特點，在工程計算等諸多領域得到了廣泛應用，成為當前國際流行的科學計算軟件。在發(fā)達國家，MATLAB 在生物化工領域的應用已經相當普及，相關書籍也較多。而在我國用計算機輔助生物化工計算還比較薄弱，相關文獻大多只局限在給出計算機計算或模擬結果，卻沒有用計算機實現(xiàn)的具體過程及程序，使業(yè)內人士遇到類似問題常常束手無策。筆者在應用MATLAB進行生物化工計算的探索過程中，解決了教學與科研中遇到的許多實際問題，積累了一些經驗與教訓。筆者旨在通過此書總結十幾年間使用MATLAB 在生物化工領域應用的實踐經驗，與大家分享在MATLAB 學習和應用中的成果及體會，使我國生物化工科技工作者盡快了解、熟悉和使用MATLAB，減少消耗在編程及數(shù)學理論和計算上的時間和精力，享用MATLAB 給生物化工數(shù)值計算帶來的便利。

本書通過近百個實例，為生物化工過程的計算、建模與模擬提供了具體的實例參考，具有如下特點。

（1）應用性 本書以應用為目的，不要求讀者掌握高深的數(shù)學知識和計算機理論，緊密結合生物化工及相關領域的應用實例，由淺入深地介紹了MATLAB 應用基礎，用MATLAB對典型酶反應、微生物反應、化工傳熱及傳質過程進行數(shù)據分析與統(tǒng)計、參數(shù)計算與優(yōu)化、動力學模擬以及模型參數(shù)估計的具體方法，使讀者對MATLAB 入門以及用MATLAB 進行生物化工計算與模擬提供了可借鑒的應用程序。

（2）適用性 本書采用MATLAB R2016b 版本，用戶界面以中文顯示，并按照“中文/英文”用戶界面，以漢-英雙語形式介紹，以滿足不同讀者的需要。根據我國高等院校本科生及碩士研究生的“生物化學”“化工原理”“生物反應工程”等相關課程，部分實例來源于國內相關教材，為教學用MATLAB 實現(xiàn)其計算與模擬提供了具體指導。

（3）拓展性 本書一些實例介紹了MATLAB 的多種求解途徑，有些實例還出現(xiàn)在不同的章節(jié)里，為讀者展示了用MATLAB 解決同一問題的不同思路及方法，使讀者更全面地了解MATLAB 的特性與功能，比如用生物系統(tǒng)模擬工具的圖形用戶界面（GUI）使細胞反應模型的參數(shù)估計過程大為簡化。還有一些實例具有很強的綜合應用性，如“有/無菌體死亡的細胞生長與基質消耗的動力學模擬”“恒速流加分批培養(yǎng)過程的動態(tài)模擬”“細胞反應動力學模型參數(shù)的估計”等，為讀者提供了用MATLAB 解決此類綜合問題的實踐方法。

出版此書，感謝美國MathWorks 公司及時提供更新軟件以及技術支持，感謝遼寧省石油化工規(guī)劃設計院有限公司教授級高級工程師杜菊女士為本書繪制了插圖。

由于筆者水平有限，書中難免會有不足之處，懇請讀者提出寶貴意見。

劉　俏　　

2018.4