摘要：针对牛粪发酵过程具有惯性大、时滞性、参数变化非线性的特点,提出了一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)改进Smith模糊PID控制器的温度控制方法。首先,针对传统模糊PID不能对时滞系统有效控制的问题,建立Smith预估模糊PID控制器。其次,使用DDPG算法改进温度控制器,对设计的智能体进行离线训练。最后,通过仿真对所设计控制器进行实验验证。实验结果表明:DDPG改进的Smith模糊PID控制器能有效消除时滞对温度控制的影响,减少超调量和误差,且能避免被控对象参数随时间变化产生动态偏离时造成的系统不稳定。

摘要：针对牛粪好氧发酵过程中交互性差和依赖经验决策的问题,课题组设计了基于数字孪生的发酵过程监控系统。首先,通过Unity引擎构建了发酵仓数字孪生虚拟模型,并设计搭建了场景环境和虚拟界面;其次,设计了物联网(internet of things, IoT)网关以及数据库用于传输和存储孪生数据;最后,通过搭建模拟平台对数字孪生系统进行了时序同步和碰撞检测实验。实验结果表明:设计的发酵仓数字孪生监控系统虚拟模型与实物同步性较高,能做到虚实同步,验证了系统的可行性。

摘要：针对螺旋挤压机对不同类型畜禽垃圾挤压脱水效果不佳和挤压过程的指标不明确的问题,课题组采用间断螺旋结构对螺旋挤压固液分离机进行优化设计。以压力梯度和出料中水的质量分数作为挤压脱水过程的评价指标,选择螺杆转速、开合行程和入料中水的质量分数为影响因素进行正交实验,探究工艺参数对挤压和脱水效果的影响。结果表明:螺旋挤压脱水过程中对压力梯度影响由大到小为入料中水的质量分数、螺杆转速和开合行程,对出料中水的质量分数影响由大到小为螺杆转速、入料中水的质量分数和开合行程。压力梯度的大小能有效反映挤压过程的挤压和脱水效果,调整螺旋挤压机的螺杆转速和开合行程可适应不同类型的物料;在螺杆转速为25.00 r/min,开合行程为45.00 mm和入料中水的质量分数为84.00%时,螺旋挤压机能实现畜禽垃圾最佳挤压和脱水效果。

摘要：为探究畜禽垃圾在螺旋挤压脱水过程中压力与液相体积分数的变化情况,根据畜禽垃圾的处理需求,课题组设计了连续螺旋和间断螺旋2种结构的挤压螺杆。通过计算流体力学的方法,对不同工况下的畜禽垃圾的挤压过程进行数值计算,研究了影响挤压脱水效果的主要因素;并通过试验验证了数值计算的可靠性。结果表明:间断螺旋对挤压过程有良好的促进作用,畜禽垃圾螺旋挤压脱水主要影响因素影响程度由大到小次序为螺杆转速、入料液相体积分数和入料粒径。该研究可为后续螺旋挤压机挤压螺杆的结构优化提供参考。