利用微藻与好氧发酵调控人工闭合生态系统气体平衡的控制器

摘要

本发明涉及一种自动调控人工闭合生态系统内气体稳健平衡的控制器，主要针对我国空间受控生态生命保障系统中重要的过程控制问题。本发明在实验数据和系统辨识的基础上，建立微藻光生物反应器和耗O₂微生物发酵反应器的正系统与逆系统模型。根据实际需要补偿的气体量，建立产生O₂或CO₂速度的响应曲线。在MatLab/Simulink平台上建立逆系统模型和产气速度响应曲线算法的仿真模型，运用MatLab/Real-timeWorkshop将该仿真模型快速原型设计为实际控制器。在应急状态时，通过对系统内气体浓度的在线监测，确定产生O₂和CO₂速度响应曲线，运用逆系统模型得到光藻反应器和发酵反应器的实时控制律，使系统内气体浓度稳健地平衡在标称水平上，从而实现增强人工闭合生态系统安全与可靠性的目的。

主权项

一种用于人工闭合生态系统内调节气体平衡的控制器，其特征在于： 在应急状态下，利用微藻光生物反应器快速再生O₂，吸收CO₂，利用耗O₂微生物发酵反应器快速生产CO₂，消耗O₂，所以无论什么原因导致的人工闭合生态系统中的气体平衡失调，都可以通过联合控制光生物反应器和发酵反应器，使系统内的气体稳健地平衡在标称范围内。