沼气发酵是非常复杂的非线性系统，本研究主要针对主元分析的数据驱动建模方法进行研究，并着重对预测模型与经验知识、沼气发酵工艺参数相结合的方式、方法等进行深入研究，提出智能监测方法，主要研究以下几方面内容： 1．研究牛粪高温厌氧发酵机理，全面把握实际过程所牵涉到的基本规律，确定经验知识及整个沼气发酵工艺的运行参数及要求； 2．分析数据驱动模型的方法，依据发酵沼气工程生产的实际生产数据，对主元分析建模方法进行进一步的改进与优化； 3．探索发酵过程模型与经验知识、工艺参数相融合的新沼气工程监测与故障预报方法，通过充分利用过程积累的大量运行数据，从中挖掘过程运行的深层次规律，使之能够扬长避短最大发挥数据建模的优势； 4．运用编程软件，开发出应用于生物发酵过程控制的系统软件，实现发酵过程关键状态软预报、发酵过程在线监控和故障诊断等功能。 本项目系统地研究了发酵过程状态变量的软预报、过程的在线监控与故障诊断等若干问题，对传统的基于数据驱动的分析方法作了不同程度的改进，提出了一种改进的在线预报和监控方法，该方法用于监视生产过程的进行，及时发现并消除过程的异常状况，实现过程的高效、安全、稳定的运行，最终达到提高产品质量一致性和企业经济效益目的。 通过新的在线预报和监控方法可以开发具有实用价值的系统软件，进一步指导大型沼气工程的智能控制，实现操作自动化和计算最优操作轨迹进行在线优化测量，促进沼气发酵工程的推广与应用，将大大改善农村畜禽粪便、秸秆等废弃物的利用。同时它的适用范围广、易于成果的快速转化与产业化，可形成潜在经济增长点，可促进农业、环保和生物质能源行业的快速发展，其社会、经济、环境效益均十分显著。

黑龙江省能源环境研究院

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