[发明专利]沼气系统全运行状态信息感知与最优控制系统及方法

权利要求书

1.沼气系统的全运行状态信息感知系统的沼气系统的最优控制系统的控制方法，其特征是，

所采用的沼气系统的全运行状态信息感知系统，包括沼气系统的全运行状态云实时数据库，所述沼气系统的全运行状态云实时数据库与沼气系统的预处理单元的运行状态感知系统、沼气系统的厌氧发酵单元信息采集系统、沼气输配气运行状态感知系统、污水处理单元运行状态感知系统及沼气系统环境信息感知系统通信；

所采用的沼气系统的全运行状态信息感知系统的沼气系统的最优控制系统，所述沼气系统的全运行状态云实时数据库与智能专家系统通信，所述智能专家系统还与PLC控制器、自动进出料系统、物料总固体浓度自动调配系统、PH值自动控制系统、自动搅拌系统、自动排污系统及厌氧发酵单元自动增温系统通信；

所述PLC控制器、自动进出料系统、物料总固体浓度自动调配系统、PH值自动控制系统、自动搅拌系统、自动排污系统及厌氧发酵单元自动增温系统根据智能专家模块的最优控制结果进行最优控制；

最优控制系统的控制方法包括：

步骤一，选择沼气系统的运行状态特征V_i；

步骤二，构造深信度网络DBN；

步骤三，将沼气系统的历史运行状态特征V_i输入DBN，先逐层贪婪训练DBN，再使用反向传播BP算法，调整DBN参数，完成DBN的训练；

步骤四，将沼气系统实时数据输入到步骤三训练完成的DBN中，产生最佳控制变量

步骤五，根据所述步骤四的最佳控制变量完成控制；

其中，

V_i＝[LT_YCL,T_YCL,TS_YCL,LT_YY,T_YY-S,T_YY-Z,T_YY-X,PH_YY,TS_YY,COD_YY,BOD_YY,VFA_YY,CH4_YY,CO2_YY,

L_ZQ,W_ZQ,P_ZQ,T_HJ,RH_HJ,P_HJ,S_HJ]；LT_YCL为预处理单元的液位值，T_YCL为预处理单元的温度值，TS_YCL为预处理单元的物料TS浓度值，LT_YY为厌氧发酵单元的液位值，T_YY-S为厌氧发酵单元的上部温度值，T_YY-Z为厌氧发酵单元的中部温度值，T_YY-X为厌氧发酵单元的下部温度值，PH_YY为厌氧发酵单元的PH值，TS_YY为厌氧发酵单元的物料TS浓度值，COD_YY为厌氧发酵单元的化学需氧量值，BOD_YY为厌氧发酵单元的生化需氧量值，VFA_YY为厌氧发酵单元的挥发性有机酸值，CH4_YY为CH₄浓度值，CO2_YY为CO₂浓度值，L_ZQ为沼气流量值，W_ZQ为沼气水分值、P_ZQ为沼气压力值、T_HJ为环境温度值、RH_HJ为环境湿度值、P_HJ为环境大气压值、S_HJ为环境风速值；

所述步骤一的具体方法包括：

步骤1.1，采用C-C方法相空间重构沼气系统运行状态时间序列v_i，设定v_i的延迟时间t_i和嵌入维数m_i，并取t_i＝1和m_i＝3600，将沼气系统运行状态数据v_i统一表达为v_i＝[v_i(t),v_i(t-1),...,v_i(t-(3600-1))]；

步骤1.2，选择V_i为沼气系统特征数据，

V_i＝[LT_YCL,T_YCL,TS_YCL,LT_YY,T_YY-S,T_YY-Z,T_YY-X,PH_YY,TS_YY,COD_YY,BOD_YY,VFA_YY,CH4_YY,CO2_YY,L_ZQ,W_ZQ,P_ZQ,T_HJ,RH_HJ,P_HJ,S_HJ]，将V_i特征数据表达为21×3600的历史运行数据时间序列向量。