[發明專利]一種基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法及系統

在審

• 申請號: 202011073242.5
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112200315A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 李凈儀
• 申請（專利權）人: 黑龍江省農業機械工程科學研究院牡丹江農業機械化研究所
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08;G06N3/04;B30B9/12
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法，其特征在于，包括：

S10、基于卷積神經網絡構建牛糞固液化分離網絡模型；

S20、使用訓練樣本對所述牛糞固液化分離網絡模型進行訓練；

S30、將牛糞固液化分離裝置運行的實時參數輸入訓練完成的牛糞固液化分離網絡模型，由所述訓練完成的牛糞固液化分離網絡模型給出參數匹配方案，所述參數匹配方案為所述牛糞固液化分離裝置運行的依據。

2.根據權利要求1所述的基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法，其特征在于，所述牛糞固液化分離裝置設置有進料區、擠壓區、烘干區、出渣區和排液區；所述訓練樣本包括以下參數：進入所述進料區的牛糞質量、含水量和溫度；所述擠壓區的擠壓時間、電機轉速；進入所述烘干區的牛糞含水量和溫度、烘干時間、烘干溫度；所述出渣區的出渣量、出渣溫度和含水量；所述排液區的排液量；所述牛糞固液化分離裝置運行的實時參數與所述訓練樣本一致。

3.根據權利要求2所述的基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法，其特征在于，所述牛糞固液化分離網絡模型結構如圖2所示。

4.根據權利要求3所述的基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法，其特征在于，步驟S20中所述牛糞固液化分離網絡模型的訓練過程如下：

S21、獲取所述訓練樣本中的參數，其中，所述訓練樣本中的參數是用于生成所述牛糞固液化分離網絡模型給出參數匹配方案的依據；

S22、將所述訓練樣本中的參數中的每個參數輸入所述牛糞固液化分離網絡模型；

S23、所述牛糞固液化分離網絡模型通過遺傳算法選取各個參數之間的最佳匹配參數，形成參數匹配方案；

S24、所述牛糞固液化分離網絡模型將所述參數匹配方案發送至所述牛糞固液化分離裝置。

5.根據權利要求4所述的基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法，其特征在于，所述進料區設置有測量牛糞進入質量的第一質量檢測裝置、測量牛糞含水量的第一含水量測試儀以及測量牛糞溫度的第一溫度傳感器；所述烘干區內設置有測量待烘干的牛糞含水量的第二含水量測試儀、測量待烘干的牛糞溫度的第二溫度傳感器以及測量烘干溫度的第三溫度傳感器；所述出渣區設置有測量出渣量的第二質量檢測裝置、測量出渣溫度的第四溫度傳感器和測量出渣含水量的第三含水量測試儀；所述排液區設置有測量排液量的第三質量檢測裝置。

6.根據權利要求1所述的基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法，其特征在于，所述卷積神經網絡包括輸入層、卷積層、池化層，所述卷積層層數為16、卷積核大小為3*3的卷積層和層數為5的最大池化層。

7.根據權利要求1所述的基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離方法，其特征在于，所述訓練樣本包括80％的訓練樣本和20％的測試訓練樣本。

8.一種基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離系統，其特征在于，包括：

數據采集模塊，用于采集牛糞固液化分離裝置運行的實時參數；

數據存儲模塊，與所述數據采集模塊連接，用于存儲所述數據采集模塊采集的數據；

數據處理模塊，與所述數據存儲模塊連接；所述數據處理模塊為基于卷積神經網絡的模型，用于根據所述數據存儲模塊存儲的所述牛糞固液化分離裝置運行的實時參數給出參數匹配方案；

訓練模塊，與所述數據處理模塊、所述數據存儲模塊連接，用于將所述數據采集模塊采集的實時參數通過遺傳算法選取各個參數之間的最佳匹配參數，形成參數匹配方案上傳至所述數據處理模塊進行訓練；

控制模塊，與所述數據處理模塊連接，用于下載訓練完成的數據處理模塊，實現所述牛糞固液化分離裝置運行的實時參數的獲取、訓練和識別；

輸入模塊，與所述控制模塊、所述數據存儲模塊連接，用于所述牛糞固液化分離裝置運行的實時參數輸入所述訓練完成的數據處理模塊；

顯示模塊，與所述控制模塊連接，用于顯示所述訓練完成的數據處理模塊給出的運行參數；

牛糞固液化分離裝置，用于牛糞的固液化分離。

9.根據權利要求8所述的基于卷積神經網絡的牛糞固液化分離系統，其特征在于，所述牛糞固液化分離裝置設置有進料區、擠壓區、烘干區、出渣區和排液區；所述進料區設置有測量牛糞進入質量的第一質量檢測裝置、測量牛糞含水量的第一含水量測試儀以及測量牛糞溫度的第一溫度傳感器；所述烘干區內設置有測量待烘干的牛糞含水量的第二含水量測試儀、測量待烘干的牛糞溫度的第二溫度傳感器以及測量烘干溫度的第三溫度傳感器；所述出渣區設置有測量出渣量的第二質量檢測裝置、測量出渣溫度的第四溫度傳感器和測量出渣含水量的第三含水量測試儀；所述排液區設置有測量排液量的第三質量檢測裝置。