一种基于预测控制的沼气系统及其稳定供气方法
专利汇可以提供一种基于预测控制的沼气系统及其稳定供气方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的一种基于预测控制的沼气系统及其稳定供气方法，高可靠系统包括 发酵 罐、屯渣液池、蓄粪池、物料仓、储气罐、电源管理模 块 和热电联合机组，特征在于：蓄粪池与 发酵罐 相连通，发酵罐与屯渣液池相连通，发酵罐中设置有搅拌装置、液位 传感器 、 温度 传感器、pH传感器和浓度传感器，所述储气罐中设置有 压 力 传感器 和气体成分传感器。本发明的 稳定性 供气方法，包括a).采集发酵参数；b).采集沼气参数；c).训练样本；d).稳定器供气控制。本发明的沼气系统及控制方法，预测控制参数结合传统的PID控制，具有建造成本低、沼气产量丰富、沼气利用率高、有益效果显著和适于应用推广的优点。，下面是一种基于预测控制的沼气系统及其稳定供气方法专利的具体信息内容。
1.一种基于预测控制的沼气系统及其稳定供气方法，先是可靠的沼气供气方法：包括
发酵罐（1）、屯渣液池（2）、蓄粪池（3）、物料仓（4）、储气罐（5）、电源管理模块（9）和热电联合机组（6），蓄粪池设置于地表以下，用于存储畜禽的粪便，物料仓用于存储农作物秸秆，物料仓与发酵罐之间设置有物料输送装置（10），发酵罐和屯渣液池设置于地表之上；其特征在于：所述蓄粪池经设置有第一输液泵（15）的输液管（14）与发酵罐相连通，发酵罐经设置有第二输液泵（20）的输液管与屯渣液池相连通，屯渣液池经设置有第三输液泵（21）的输液管与外界相连通；发酵罐的上部经设置有流量计（22）的沼气管（16）与沼气纯化器（17）相连通，沼气纯化器经沼气管与储气罐相连通，储气罐经设置有可控电磁阀（23）的沼气管与热电联合机组的进气管相连通，热电联合机组的电源输出经输电线与输电电网（8）和电源管理模块的输入端相连接；电源管理模块的输出端经输电线（19）与沼气纯化器的电源输入端、发酵罐中的用电设备以及办公房（7）中的用电设备相连接；所述发酵罐中设置有搅拌装置、液位传感器（24）、温度传感器（25）、pH传感器（26）和浓度传感器（27），所述储气罐（5）中设置有压力传感器（18）和气体成分传感器（28）。
2.根据权利要求1所述的沼气系统及方法，其特征在于：所述蓄粪池（3）设置于畜禽饲
养场地的地表之下，畜禽饲养场地中设置有带孔底板（11），带孔底板的下方设置有接料槽（12），接料槽的底部经通孔（13）与蓄粪池相连通。
3.根据权利要求1或2所述的沼气系统及方法，其特征在于：包括起采集、运算和控制作
用的微控制器（29），所述液位传感器（24）、温度传感器（25）、pH传感器（26）、浓度传感器（27）、压力传感器（18）、气体成分传感器（28）均与微控制器的输入端相连接，微控制器的输出端与可控电磁阀（23）的控制端相连接。
4.一种基于权利要求1所述的沼气系统的稳定性供气方法，其特征在于，通过以下步骤
来实现：
a).采集发酵参数，以每天为时间段Tday，在时间段Tday周期性地采集发酵罐中反应物质的液位h、温度t、pH值p、浓度ρ，形成发酵参数ci(h,t,p, ρ),其中，i为每天所采集的发酵参数的次数，12≤i≤48；
b).采集沼气参数，在采集发酵参数的同时，也采集发酵罐输出端的沼气管上的气体流
量L、储气罐中的气体压力f以及储气罐中的气体成分CO、H2S、CH4，形成沼气参数k（i L,f,CO,H2S,CH4）；
c).训练样本，采集N天的发酵参数和沼气参数，以其为样本，以发酵参数h、t、p、 ρ为输入，以沼气参数L、f、CO、H2S、CH4 为输出进行训练，直至气体流量L=L1*h+ L2*t+ L3*p+ L4*ρ、气体压力f=f1*h+ f2*t+ f3*p+ f4*ρ、气体成分CO=CO1*h+ CO2*t+ CO3*p+ CO4*ρ、气体成分H2S = H2S1*h+ H2S2*t+ H2S3*p+ H2S4*ρ、气体成分CH4= CH41*h+ CH42*t+ CH43*p+ CH44*ρ中的变量L1、L2、L3、L4、f1、f2、f3、f4、CO1、CO2、CO3、CO4、H2S1、H2S2、H2S3、H2S4、CH41、CH42、CH43、CH44不在变化或者变化处于收敛位置；
d).稳定器供气控制，采集当前的发酵参数cpresent(h,t,p, ρ)，利用步骤c)中训练出的计算公式L=L1*h+ L2*t+ L3*p+ L4*ρ、气体压力f=f1*h+ f2*t+ f3*p+ f4*ρ、气体成分CO=CO1*h+ CO2*t+ CO3*p+ CO4*ρ、气体成分H2S = H2S1*h+ H2S2*t+ H2S3*p+ H2S4*ρ、气体成分CH4= CH41*h+ CH42*t+ CH43*p+ CH44*ρ计算出沼气参数kpresen（t L,f,CO,H2S,CH4），根据当前所需发电量采用PID控制实时调节可控电磁阀的开度，以对发电量进行控制，保证沼气系统的可持续运行。
一种基于预测控制的沼气系统及其稳定供气方法
技术领域
背景技术
发明内容
量L、储气罐中的气体压力f以及储气罐中的气体成分CO、H2S、CH4，形成沼气参数ki（L,f,CO,H2S,CH4）；
c).训练样本，采集N天的发酵参数和沼气参数，以其为样本，以发酵参数h、t、p、 ρ为输入，以沼气参数L、f、CO、H2S、CH4 为输出进行训练，直至气体流量L=L1*h+ L2*t+ L3*p+ L4*ρ、气体压力f=f1*h+ f2*t+ f3*p+ f4*ρ、气体成分CO=CO1*h+ CO2*t+ CO3*p+ CO4*ρ、气体成分H2S = H2S1*h+ H2S2*t+ H2S3*p+ H2S4*ρ、气体成分CH4= CH41*h+ CH42*t+ CH43*p+ CH44*ρ中的变量L1、L2、L3、L4、f1、f2、f3、f4、CO1、CO2、CO3、CO4、H2S1、H2S2、H2S3、H2S4、CH41、CH42、CH43、CH44不在变化或者变化处于收敛位置；
d).稳定器供气控制，采集当前的发酵参数cpresent(h,t,p, ρ)，利用步骤c)中训练出的计算公式L=L1*h+ L2*t+ L3*p+ L4*ρ、气体压力f=f1*h+ f2*t+ f3*p+ f4*ρ、气体成分CO=CO1*h+ CO2*t+ CO3*p+ CO4*ρ、气体成分H2S = H2S1*h+ H2S2*t+ H2S3*p+ H2S4*ρ、气体成分CH4= CH41*h+ CH42*t+ CH43*p+ CH44*ρ计算出沼气参数kpresen（t L,f,CO,H2S,CH4），根据当前所需发电量采用PID控制实时调节可控电磁阀的开度，以对发电量进行控制，保证沼气系统的可持续运行。
28气体成分传感器。
具体实施方式
b).采集沼气参数，在采集发酵参数的同时，也采集发酵罐输出端的沼气管上的气体流
量L、储气罐中的气体压力f以及储气罐中的气体成分CO、H2S、CH4，形成沼气参数ki（L,f,CO,H2S,CH4）；
c).训练样本，采集N天的发酵参数和沼气参数，以其为样本，以发酵参数h、t、p、 ρ为输入，以沼气参数L、f、CO、H2S、CH4 为输出进行训练，直至气体流量L=L1*h+ L2*t+ L3*p+ L4*ρ、气体压力f=f1*h+ f2*t+ f3*p+ f4*ρ、气体成分CO=CO1*h+ CO2*t+ CO3*p+ CO4*ρ、气体成分H2S = H2S1*h+ H2S2*t+ H2S3*p+ H2S4*ρ、气体成分CH4= CH41*h+ CH42*t+ CH43*p+ CH44*ρ中的变量L1、L2、L3、L4、f1、f2、f3、f4、CO1、CO2、CO3、CO4、H2S1、H2S2、H2S3、H2S4、CH41、CH42、CH43、CH44不在变化或者变化处于收敛位置；
d).稳定器供气控制，采集当前的发酵参数cpresent(h,t,p, ρ)，利用步骤c)中训练出的计算公式L=L1*h+ L2*t+ L3*p+ L4*ρ、气体压力f=f1*h+ f2*t+ f3*p+ f4*ρ、气体成分CO=CO1*h+ CO2*t+ CO3*p+ CO4*ρ、气体成分H2S = H2S1*h+ H2S2*t+ H2S3*p+ H2S4*ρ、气体成分CH4= CH41*h+ CH42*t+ CH43*p+ CH44*ρ计算出沼气参数kpresen（t L,f,CO,H2S,CH4），根据当前所需发电量采用PID控制实时调节可控电磁阀的开度，以对发电量进行控制，保证沼气系统的可持续运行。
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