【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机废弃物绿色处理方案，具体是涉及一种基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理方法及系统。
技术介绍
1、农村有机废弃物的处理成为一项重要的环境和资源管理问题。传统的废物处理方法往往存在着废弃物资源化利用不足、处理成本高昂、环境污染等问题，传统的农村有机废弃物处理方法主要包括填埋和焚烧两种，但这些方法存在明显的不足。填埋会造成土地资源的浪费和环境污染，焚烧则会产生有害气体和灰渣，对环境造成严重影响。因此，迫切需要一种新型的农村有机废弃物处理方案，能够在处理过程中充分利用废物中的有机物质和养分，同时实现无害化处理和资源化利用。这种方案需要能够将废弃物转化为有机肥料和清洁能源，同时减少对环境的负面影响。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术提供一种达到资源利用率最大化的基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理方法及系统。
2、技术方案：为解决上述问题，本专利技术采用一种基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理方法，包括以下步骤：
3、(1)将有机废弃物预处理后，获取预处理后有机废弃物的重量；
4、(2)采用灰狼狩猎优化算法，以甲烷的生产效率最大为优化目标，得到最优的重量调控比例；
5、(3)根据得到的重量调控比例，控制预处理后有机废弃物进入不同处理设备的重量比例。
6、进一步的，所述步骤(2)中的资源利用率包括处理设备产生甲烷的产气效率，所示处理设备包括厌氧发酵罐和堆沤设备。
7、进一步的，所
8、
9、p2＝1-p1
10、
11、其中，t是调节沼气发酵过程中的温度，rh为调节沼气发酵过程中相对湿度，ω是工作环境的通风系数，s1、s2为设备的工作系数，k是局部大环境的干扰因子，r为0到1之间的随机值，p1是进入厌氧发酵罐的比例，p2是进入堆沤设备的比例，g是甲烷的产量，v1、v2分别是厌氧发酵罐和堆沤设备的产气速率，e是产气处理设备的产气效率，α、γ是权重系数，用于平衡各个因素对目标函数的影响。
12、进一步的，所述步骤(2)中灰狼狩猎优化算法的具体步骤为：
13、(2.1)初始化种群，有机废弃物进入厌氧发酵管与堆沤装置之间的比例与灰狼种群对应，设置最大迭代次数及上下限，根据上下限设置搜索空间，在搜索空间中随机生成一组初始灰狼种群，得到初始灰狼种群对应的比例；
14、(2.2)对每个灰狼种群对应的比例根据目标函数进行计算，将计算后排序靠前的灰狼狩猎影响的甲烷产量的增减率作为hbest；
15、(2.3)计算种群与猎物之间比例差值，公式如下：
16、
17、其中，为灰狼和猎物之间的比例差值；，为第t轮迭代中灰狼位置，为第t轮迭代中的猎物位置，t为迭代次数，和为确定系数；
18、(2.4)计算确定系数和
19、
20、其中，和是两个一维分量取值在[0,1]内的随机数向量，s1、s2为设备的工作系数；
21、(2.5)以猎物的比例为基准，选取前三的个体xα、xβ、xσ作为上层狼，利用其他狼与xα、xβ、xσ的差值进行比较，使用下述方程更新所有个体对应的比例：
22、
23、
24、其中，分别表示以猎物的比例为基准，xα、xβ、xσ的实际比例；分别为个体xα、xβ、xσ对应的比例；分别表示受xα、xβ、xσ影响的个体需要调整的比例；分别为个体xα、xβ、xσ对应的确定系数；ω是的通风系数；是实际误差；
25、(2.6)计算所需调控厌氧发酵罐和堆沤设备原料比例的平均值：
26、
27、其中，t是调节沼气发酵过程中的温度，为算法调控所需要的比例；
28、(2.7)对目标函数进行归一化处理，通过tent混沌和柯西变异扰动策略，搜索参数空间中的最优解，根据优化算法的搜索结果，更新参数组合；
29、(2.8)判断是否达到所设定的最大迭代次数，如果不是，返回步骤(2.2)，如果是,则退出循环，最后输出最佳调控比例。
30、进一步的，引入tent混沌和柯西变异扰动策略对灰狼算法进行改进，调整策略公式如下：
31、
32、mutation(x)＝x(1+tan(π(u-0.5)))
33、
34、其中，zi+1和zi是灰狼狩猎时的位置，为个体更新的比例占比，为猎物对于目标的所需比例，t为迭代次数，n为序列内粒子个数，x是灰狼原来个体位置，mutation(x)为经过柯西变异后的个体位置，u为(0，1)区间内的随机数，s1、s2为设备的工作系数，v1、v2分别是厌氧发酵罐和堆沤设备的产气速率，e是产气处理设备的产气效率，将计算后排序靠前的灰狼狩猎影响的甲烷产量的增减率作为hbest，p1是进入厌氧发酵罐的比例，p2是进入堆沤设备的比例。
35、本专利技术还采用一种基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理系统，包括预处理模块、智能算法控制模块和控制模块，所述预处理模块用于将有机废弃物预处理后，获取预处理后有机废弃物的重量；所述智能算法控制模块用于采用灰狼狩猎优化算法，以资源利用率最大为优化目标，得到最优的重量调控比例；所述控制模块用于根据得到的重量调控比例，控制预处理后有机废弃物进入不同处理设备的重量比例。
36、进一步的，所述资源利用率包括处理设备产生甲烷的产气效率，所示处理设备包括厌氧发酵罐和堆沤设备。引入tent混沌和柯西变异扰动策略对灰狼算法进行改进。
37、有益效果：本专利技术相对于现有技术，其显著优点是：采用灰狼狩猎优化算法使有机废弃物进入不同产气处理设备的比例以实现甲烷的生产效率最大，具有显著的经济和社会效益。引入tent混沌和柯西变异扰动策略对算法进行了优化处理，提高了算法的收敛速度和探索能力，避免了算法陷入全局最优，使得甲烷的生产效率最大。本专利技术的方法和装置适用于各种类型的生物质废物，包括但不限于农业废弃物、城市垃圾等，具有较强的通用性和实用性。适用于解决农村废弃物资源化利用不足、处理成本高昂、环境污染等问题。通过本专利技术，可以有效提高生物质废物的转化产甲烷效率，减少了资源浪费和环境污染，具有广阔的应用前景和经济效益。
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1.一种基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中的产气处理设备包括厌氧发酵罐和堆沤设备。
3.根据权利要求2所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中目标函数为：
4.根据权利要求3所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中灰狼狩猎优化算法的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，引入Tent混沌和柯西变异扰动策略对灰狼算法进行改进，调整策略公式如下：
6.一种基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理系统，其特征在于，包括预处理模块、智能算法控制模块和控制模块，所述预处理模块用于将有机废弃物预处理后，获取预处理后有机废弃物的重量；所述智能算法控制模块用于采用灰狼狩猎优化算法，以资源利用率最大为优化目标，得到最优的重量调控比例；所述控制模块用于根据得到的重量调控比例，控制预处理后有机废弃物进入不同处理设备的重量比例。
7.根据权利要求6所述的有机废弃物处理系统，
8.根据权利要求7所述的有机废弃物处理系统，其特征在于，引入Tent混沌和柯西变异扰动策略对灰狼算法进行改进。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中的产气处理设备包括厌氧发酵罐和堆沤设备。
3.根据权利要求2所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中目标函数为：
4.根据权利要求3所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中灰狼狩猎优化算法的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的有机废弃物处理方法，其特征在于，引入tent混沌和柯西变异扰动策略对灰狼算法进行改进，调整策略公式如下：
6.一种基于灰狼狩猎优化算法的有机废弃物处理系统，其特征在于，包括预处理模块、智能算法控制模块和控制模块，所述预处理模块用于将有机废弃物预处理后，获取预处理后有机废弃物的重量；所述智能算法控制模块用于采...
【专利技术属性】
技术研发人员：王益柏，谭欣悦，王志鹏，章浩文，夏奥运，陈孟繁，刘志，张楚童，纪捷，黄慧，张楚，彭甜，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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