烤烟作为传统农业经济作物和特殊农产品,是我国经济产业的重要支柱,在我国经济繁荣、GDP增长和我国农村贫困人口脱贫摘帽中发挥着重要作用。烟草行业在带来巨大经济效益的同时,随之也附带一些环保难题。以往烟草秸秆多是采用田间地头焚烧进行处理,秸秆焚烧一方面严重污染大气,再者烟草秸秆中含有的特殊成分注定烟草秸秆不适合就地还田,长期以往,对土壤肥力会造成不可逆转的损害。另一方面,开发新型能源是缓解当前全世界共同面对的难题——化石能源枯竭的有效手段,新型能源的开发利用俨然成为全社会关注的焦点。沼气作为新能源重要的一种,具备清洁、工艺简单、热值高等特点,最重要的是在沼气生产过程中可以将废弃生物质高效降解消纳,解决废弃物处理难题。烟草秸秆沼气化利用在高效环保处理烟草废弃物的同时,还可带来可观的经济效益。本文从实验室基础实验出发,探索不同发酵温度(25℃、35℃、45℃)和物料配比对烟草秸秆发酵特性的影响。研究发现:相较于物料配比对烟草秸秆发酵效果的影响程度,温度的影响更为剧烈,呈现出发酵温度越高发酵效果越好的特点,总结出发酵温度是影响烟草秸秆沼气发酵效果的决定性影响因素。在上述结论的基础上,对工业沼气发酵罐内的温度场进行Fluent模拟和温度控制系统设计。选定四川省成都市某沼气发酵罐作为模拟对象。利用PROE建立其物理模型,然用利用ANSYS/Fluent模拟罐内温度场分布。选用多重参考系MRF模型,搅拌桨叶附近设置为动区域,采用旋转坐标系,其他区域设置为静区域,采用静止坐标系。网格采用自动划分,总网格数量为12759122个,网格节点数2751030。研究结果表明,6600s时FUENT模拟结果与试验结果在0.05的显著性水平下无显著性差异,基于模拟结果提出温度测点布置方案。根据沼气发酵温度动态特性存在非线性、多干扰、大迟滞等特点,提出采用自抗扰温度控制方案,进行发酵温度自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,简称ADRC)系统的设计与分析,用易于实现且具有广泛适用性的整定方法优化ADRC控制器参数,利用数学工具MATLAB/Simulink组态仿真系统,在相同情况下将自抗扰控制与现阶段工程上广泛采用的传统PID、串级PID控制进行对比仿真。结果表明,自抗扰控制相较于传统PID和串级PID具有更好的跟踪和抗干扰能力,体现出较强的鲁棒性。本文的研究结果显示了自抗扰控制在沼气发酵温度控制中具有一定的应用前景。