【摘要】：沼氣厭氧發(fā)酵利用厭氧微生物進行發(fā)酵,產(chǎn)生沼氣以獲取清潔能源,其中影響微生物代謝過程重要參數(shù)為水解液pH值。然而厭氧發(fā)酵過程pH值變化存在非線性,時變和時滯的特性,難以建立精確的模型。因此傳統(tǒng)控制算法容易產(chǎn)生超調(diào)與振蕩,導(dǎo)致沼氣生產(chǎn)效率不高。針對這種情況,本文開發(fā)了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則自組織模糊控制算法。主要研究內(nèi)容和成果如下:首先,分析厭氧發(fā)酵過程pH變化規(guī)律,確定pH值控制過程中的控制參數(shù)與干擾參數(shù),構(gòu)建了pH值控制的簡化控制模型。其次,研究了基于RBF和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的沼氣厭氧發(fā)酵PH值控制算法。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對被控過程的逼近能力,對水解液pH值的變化進行辨識與學(xué)習(xí),得到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。再利用仿真檢驗BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近效果。通過與樣本數(shù)據(jù)的比較,發(fā)現(xiàn)二者都能夠很好的辨識厭氧發(fā)酵過程水解液pH值的變化過程,其中RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識效果優(yōu)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),且訓(xùn)練時間更短,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為簡單。最后,研究了沼氣厭氧發(fā)酵pH值控制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-模糊控制設(shè)計算法。利用辨識好的網(wǎng)絡(luò)模型替代實際發(fā)酵過程,進行模糊控制設(shè)計,并對設(shè)計好的模糊控制器進行仿真。針對pH變化的時滯性,在模糊控制器中增加了規(guī)則自組織模塊,利用校正規(guī)則表對前一個時刻的控制作用進行校正,并對模糊控制規(guī)則表進行微調(diào),提高控制精度。結(jié)果表明,pH值控制過程得到明顯改善,其中基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-規(guī)則自組織模糊控制方法控制效果良好,將控制精度從6.8±0.2提高到6.8±0.1。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S216.4;TP183

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張景元;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)[J];計算機工程與設(shè)計;2014年10期

2 杜佳璐;于雙和;郭晨;陳余慶;;一類控制系數(shù)有界的時變非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)魯棒控制[J];控制理論與應(yīng)用;2012年03期

3 李德林;劉莉;;基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的飛行事故率預(yù)測建模[J];飛機設(shè)計;2012年01期

4 王飛;蔡亞慶;仇煥廣;;中國沼氣發(fā)展的現(xiàn)狀、驅(qū)動及制約因素分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2012年01期

5 何小虎;李璐;田林;;模糊PID控制在吸收塔PH值控制中的應(yīng)用[J];可編程控制器與工廠自動化;2011年01期

6 陳喬;葛銘;鄭松;薛安克;;發(fā)酵罐溫度對象的抗干擾預(yù)測控制[J];化工學(xué)報;2010年08期

7 陳羚;趙立欣;董保成;萬小春;高新星;;我國秸稈沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];可再生能源;2010年03期

8 陳堅;童曉慶;;兩相厭氧工藝的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用[J];環(huán)境科技;2009年04期

9 匡小珠;師曉爽;吳霞;袁憲正;邱艷玲;;有機物厭氧消化自動監(jiān)測與控制技術(shù)研究進展[J];中國沼氣;2009年01期

10 王宇欣;蘇星;唐艷芬;鄒永杰;;京郊農(nóng)村大中型沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀分析與對策研究[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2008年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王俊國;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模方法與控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張影微;基于PLC和組態(tài)軟件的厭氧發(fā)酵控制系統(tǒng)研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

2 郭奇;公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的前饋式模糊控制研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 胡姍姍;模糊自適應(yīng)控制方法的研究[D];東北大學(xué);2009年

，

本文編號：2681622