发酵过程是借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来繁殖微生物菌体本身或制备代谢产物及次级代谢产物的过程。通过发酵过程可以产生出许多人类通过其他途径无法或者很难获得的合成物质。作为生物科技的四大技术体系之一，发酵技术是生物科技产业化的关键。发酵过程控制技术则是运用相关技术手段来控制温度、PH等相关环境参数以改善生物反应过程，它对于整个发酵过程的实验或生产至关重要。在发酵过程控制技术水平上，我国明显落后于先进国家。主要体现在发酵过程总体自动化水平不高，控制不精，甚至有些发酵车间采用传统的控制方式，操作人员仅凭着经验来实现营养物料的补加或发酵过程控制参数的调节。然而微生物发酵是生物化学反应过程，具有非线性、时变性和滞后等特点，难以建立准确的数学模型，而且受目前技术发展的制约，有些能够表征生物发酵过程的主要参数无法直接在线测量，使得控制过程更加复杂。近年来随着微电子技术、检测技术、自动控制技术和计算机技术的蓬勃发展，微生物发酵过程控制也将向自动化、数字化、智能化方面发展。基于上述背景，本文以谷氨酸发酵过程的控制为突破口，以谷氨酸发酵过程为研究对象，研究其过程工艺，运用先进的控制策略及软测量技术，研究设计出生物发酵过程控制系统。本文首先研究谷氨酸发酵过程工艺，选取相关可控参量，构建谷氨酸发酵过程控制系统。针对发酵温度对象大滞后和模型的不确定性，本文将串级控制和模糊PID控制相结合，着重研究大型发酵罐温度控制策略，并通过仿真实验验证该控制策略的可行性。针对发酵过程中重要参量菌体浓度无法直接在线检测的问题，文章采用RBF神经网络建模法，研究菌体浓度的在线软测量方法。本文最后研究设计了微生物发酵过程监控系统。