一种自适应调控的鱼饲料智能烘干方法及系统与流程

本发明属于数据采集、智能制备，具体涉及一种自适应调控的鱼饲料智能烘干方法及系统。

背景技术：

1、鱼饲料制备过程中有烘干环节，通过烘干饲料，可以将鱼饲料中的水分含量降低到一个较低的水平，从而延长其保存期限，减少了饲料腐败和变质的风险。同时，烘干过程中的高温可以杀死鱼饲料中的细菌、寄生虫和其他有害微生物，这有助于确保鱼饲料的卫生安全性，避免因为微生物污染而对鱼类健康造成潜在威胁。烘干后的鱼饲料体积较小、重量较轻，易于储存和运输。相比于湿饲料，烘干饲料占用更少的空间，方便管理和配送。饲料烘干设备通常使用流水型或者连续型的工作方式，其中烘干工艺中的温度控制模块是烘干原理的核心模块。

2、然而由于不同的原料组分、不同的配方比例、不同的颗粒大小以及不同的出料工艺等等因素，都会导致饲料在热空气中排出水分的速度不同。如果温度过高，则容易使得饲料碳化，进而使得部分饲料成为废品，浪费材料以及堆高成本。行业内惯用的方法是设置阈值，防止过高温度导致饲料碳化的问题出现，同时为了杜绝温度控制的滞后性带来的过高温度，普遍采用更低的温度阈值作为预防措施，这种在防止碳化问题上的优化，也带来了饲料烘干水平不均匀的问题。烘干水平不均匀会引起鱼类饲料的稳定性不足问题，进一步影响悬浮状态和下沉状态的表现。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种自适应调控的鱼饲料智能烘干方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种自适应调控的鱼饲料智能烘干方法，所述方法包括以下步骤：

3、s100，在烘干装置内布置湿度传感器，实时获得实测值；

4、s200，根据实测值进行失衡分析获得蒸值失衡水平；

5、s300，结合各个位置的蒸值失衡水平对烘干装置进行补偿控制。

6、进一步地，在步骤s100中，所述在烘干装置内布置湿度传感器，实时获得实测值的方法是：以烘干装置内饲料在传送带上传输的方向作为传送方向，沿着传送方向布等距离地设定若干个位置作为温控位点，在各个温控位点分别布置有加热元件，所述加热元件为电热管、燃气燃烧器或者蒸汽加热器；将加热元件之间的距离记作hl，在各个加热元件沿着传送方向距离0.5×hl的位置布置湿度传感器，湿度传感器实时地测量饲料当前时刻的湿度并将其作为实测值mpv；实测值的获取间隔为tp,tp∈[10,60]秒。

7、进一步地，在步骤s200中，根据实测值进行失衡分析获得蒸值失衡水平的方法是：

8、以各个湿度传感器分别作为节点；以一个时间段tz作为分析时段，tz∈[1,2]小时；将tz的默认值设定为2；将实时获得各个节点的实测值记作mpv，定义同一个时刻从各个节点获得的实测值的平均值为场均实测tav；以同一个节点中各个时刻的实测值为一行，以同一个时刻下各个节点的实测值为一列，构建一个矩阵作为实测分布表rm；rm中的时刻范围为最近的tz时间段；

9、以rm(j1)作为rm中的第j1个元素，当rm(j1)≤tav，则将该元素记作越测位点crd，以cnt(crd)作为越测位点在rm中的总量；由所有越测位点构建成一个序列记作越测值序列，根据越测值序列计算获得当前时刻的越测度qx，qx＝hf<lg(1+mmpv),lg(1+empv)>，其中mmpv和empv分别表示越测值序列中的中位数和算术平均值，hf为调和平均数函数；计算得到蒸值失衡水平tgev：

10、；

11、其中j2为累加变量，erm 为rm中所有元素的平均值，rm(j2)为越测值序列中的第j2个元素，crdj2代表第j2个越测位点，st<>为溯时函数，通过溯时函数返回越测位点在实测分布表中对应列的序号。

12、由于上述蒸值失衡水平是结合越测位点计算获得，有效的降低了烘干程序中局部位点湿度偏高这种常见现象对整体量化结果的影响，然而这种忽视局部位点湿度偏高的方法容易使得计算过程中量化不足或实测值的大量浪费的现象，会导致出现所得结果在失衡分析上过于片面和不够精确的问题，但是现有技术无法解决蒸值失衡水平的识别过于单调和不够灵活的问题，为了使越测位点更加精确，对蒸值失衡水平使用的适应性更强，消除使用数据的浪费现象，所以本发明提出了一个更优选的方案。

13、优选地，在步骤s200中，根据实测值进行失衡分析获得蒸值失衡水平的方法是：

14、以各个湿度传感器分别作为节点，以一个时间段tz作为分析时段，tz∈[1,2]小时；将时间段tz内获得的各个实测值构建一个序列记作实测值序列；etgl为实测值序列中的最小值与最大值的比值；

15、将在实测值序列中出现极大值或者极小值的各个元素对应的时刻记作实测复位点；以一个实测复位点前后相邻的两个实测复位点之间的时间段作为实测复位点的复位时段tlen；获取tz内所有能够获得的复位时段，以各个复位时段的时间长度的平均值作为测算间隔nvat；在实测值序列中由首个元素开始，按时间顺序每隔nvat选取一个时刻作为跳测位点；将跳测位点的总量记作ntp；

16、各个跳测位点的实测值的平均值定义为当前时刻的测位均值tce；以一个跳测位点的实测值与测位均值的比值作为该跳测位点的浮动矩值evic；以mtsv代表失衡矩值，计算获得当前时刻第n1个跳测位点的失衡矩值mtsv(n1):

17、；

18、其中，i1为累加变量，evici1以及evici1-1分别为第i1和i1-1个跳测位点的浮动矩值；ln()为自然常数e为底数的对数函数，ds(tlenn1)代表第n1个跳测位点的复位时段内各个实测值中的最大值与最小值之差；

19、把各个跳测位点的失衡矩值构建一个序列记作失衡矩值序列，把失衡矩值序列的算术平均值定义为矩值指标wctl；当一个跳测位点满足mtsv＞wctl，则定义该跳测位点为第一跳测位点，否则定义该时刻为第二跳测位点；将所有第一跳测位点对应失衡矩值中的中位值记作当前时刻的测高矩值tqa，将所有第二跳测位点对应失衡矩值中的中位值记作当前时刻的测低矩值tqb； 将一个节点沿传送带方向的下一个节点作为该节点的下邻节点；计算获得一个节点当前时刻的蒸值失衡水平tgev：

20、；

21、其中exp()为自然常数e为底数的指数函数，hf<>为调和平均数函数，lg()为自然常数10为底的对数函数，分别以etgl_nd、tqa_nd以及tqb_nd代表下邻节点的矩值参照、测高矩值以及测低矩值。

22、由于蒸值失衡水平是基于其各个时刻的实测值计算获取，并且对获得的各个数据进行分层量化分析，对数据采集位置辐射范围内的饲料烘干均衡性进行了有效量化，得以更深入地了解饲料烘干过程中的蒸汽利用效率。根据对实测值的分析，对不同时刻蒸汽利用的失衡程度并不一致的现象进行特征提取，能够将数据细分为不同的子集，从而获得更具体的烘干均衡性指标，从而使得进一步优化烘干策略的数据支撑更加精确与可靠。

23、进一步地，在步骤s300中，结合各个位置的蒸值失衡水平对烘干装置进行补偿控制的方法是：把湿度传感器的数量记作nsen，设定测点达标阈值th_sen为: th_sen＝int(nsen÷2),其中int()为向上取整函数；湿度传感器获取时序上连续的各个蒸值失衡水平，如果一个时刻的蒸值失衡水平大于其前一个时刻的蒸值失衡水平，则定义该时刻发生蒸值失衡事件；当一个湿度传感器在当前时刻和其前一个时刻均发生蒸值失衡事件，则定义该传感器发生失衡异常；获得当前时刻发生失衡异常的传感器的数量记作n_ov；当n_ov≥th_sen，则增加风机功率5-10%，增加烘干风机功率的时间长度为lv_tp:

24、当1.0≤n_ov：th_sen＜1.2，则设定lv_tp为0.5tp；

25、当1.2≤n_ov：th_sen＜1.4，则设定lv_tp为0.6tp；

26、当1.4≤n_ov：th_sen＜1.6，则设定lv_tp为0.7tp；

27、当1.6≤n_ov：th_sen，则设定lv_tp为0.8tp；

28、其中烘干风机为径流风机、径流风机或者通风换气机中的任意一种。

29、优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。

30、本发明还提供了一种自适应调控的鱼饲料智能烘干系统，所述一种自适应调控的鱼饲料智能烘干系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种自适应调控的鱼饲料智能烘干方法中的步骤，所述一种自适应调控的鱼饲料智能烘干系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

31、数据测量单元，用于在烘干装置内布置湿度传感器，实时获得实测值；

32、失衡分析单元，用于根据实测值进行失衡分析获得蒸值失衡水平；

33、元件调控单元，用于结合各个位置的蒸值失衡水平对烘干装置进行补偿控制。

34、本发明的有益效果为：本发明提供一种自适应调控的鱼饲料智能烘干方法及系统，对获得的各个数据进行分层量化分析，对数据采集位置辐射范围内的饲料烘干均衡性进行了有效量化，得以更深入地了解饲料烘干过程中的蒸汽利用效率。根据对实测值的分析，对不同时刻蒸汽利用的失衡程度并不一致的现象进行特征提取，能够将数据细分为不同的子集，从而获得更具体的烘干均衡性指标，从而使得进一步优化烘干策略的数据支撑更加精确与可靠。针对不同时间段和位置，制定更合理的操作策略，从而最大程度地确保饲料的均匀干燥，并提高蒸汽的利用效率，降低能源浪费，为了防止过高温度导致饲料碳化的问题出现，当采用更低的温度阈值作为预防措施时，对烘干装置进行补偿控制，从而降低饲料烘干过程中烘干的效果不均匀的风险。进一步杜绝概率性引发的鱼类饲料的稳定性不足问题，使得饲料能够保证该有的悬浮状态和下沉状态表现，增强鱼饲料质量的稳定性。