净水厂混凝投药的无模型自适应控制系统

针对净水工艺中混凝投药自动控制存在的问题,以沉淀池出口浊度为被控对象,絮凝剂投加量为调节手段,与加药流量子回路构成串级控制系统,采用无模型自适应(MFA)控制技术设计了混凝投药自动控制系统,给出了具体实施步骤.该系统利用抗滞后MFA控制器克服由于工艺原因造成的浊度闭环控制中的大滞后、大惯性和扰动问题,成功地解决了长期困扰净水行业的难题.上海某水厂的成功应用表明,该解决方案结构合理,投资省,效果好,工程量小,操作维护非常简单,为该问题的解决提供了一条很好的途径.     

基于BP神经网络的水厂加药凝絮过程辨识研究

城市供水中的加药凝絮过程是一个大惯性、大时滞、非线性、时变以及随机干扰多的难控过程.从生产数据来对该过程建模,并采用先进的控制策略对其进行有效的控制,一直是控制技术人员的追求目标.本论文以某水厂的实际生产数据为基础,采用动态BP神经网络的建模方法,通过辨识步骤.确定了动态BP网络结构,得到了具有较好拟合与泛化能力的神经网络模型.在已获取的神经网络模型上,进行了以待滤水浊度为输出,投矾量为输入的阶跃响应实验,以此取得了投药凝絮过程的一阶惯性加时滞模型.该模型的获取为今后采用先进的控制策略对加药凝絮过程进行高级控制打下了良好的基础.     

分层模糊控制器在水厂混凝投药过程中的应用

水厂混凝投药过程在给水处理中占有重要的地位,直接关系到出水水质;而这一过程具有非线性、大滞后、多变量等特点,针对这一情况,提出了运用分层模糊控制器来实现混凝剂的最佳投加;论述了分层模糊控制器的设计原理和设计方法,并将其应用于水厂混凝投药这一具体过程;通过Matlab软件对水厂实际数据进行了仿真,结果表明这一方法不但有效可行,而且能避开复杂的数学模型,节约内存资源和计算时间,还能降低劳动强度,减少人为的操作失误,提高控制水平.     

MFA与PID控制器的实验比较研究

介绍了自来水厂混凝投药过程的时变性、大时滞性等复杂特点,指出实现其自动控制的难点.针对这些难点,进行了抗滞后无模型自适应控制器(MFA)的实验研究,并与传统的PID控制器进行了比较.结果表明,MFA有较强的鲁棒性,在过程参数变化较大的情况下,仍能保持控制系统的稳定性与较好的控制性能,比传统PID控制器有着明显的优越性.     

智能网络控制器在水处理中的研究与应用

针时水处理过程中混凝剂的准确投加,以及投药过程中的时滞、网络延迟等问题,采用基于网络学习控制的智能控制算法来改进投药控制系统.用远程专家系统和自学习BP神经网络复合算法的优点,即专家系统的前馈补偿能力解决流量、浊度突变、延迟等干扰因素;神经网络的非线性映射能力解决水处理非线性影响;滚动学习和反馈学习来解决时变、时滞等问题.该算法较好地解决了网络延迟造成的系统性能下降问题,加快了神经网络的训练速度.将该算法应用于水厂自动化系统,可以实现最佳投药量控制,水质符合标准,并取得良好的经济效益.     

基于模糊算法的多小脑神经网络在混凝投药系统中的应用

净水工艺中的混凝投药是一个受多变量影响的非线性系统,无法建立准确的数学模型,且滞后时间较长。为了将混凝投药后的出水浊度控制在设定的范围内,并且有效地减少投药量,通过对混凝投药过程的分析,设计一种基于模糊算法的多小脑神经网络(CMAC神经网络)前馈控制器,并设计控制器离线建模和在线学习的方法。最后使用MATLAB进行仿真验证,结果表明,该前馈控制器能够在原水浊度和原水温度变化的情况下,有效地将浊度控制在设定的范围内,并且能够实现投药量的优化。     

模糊控制在水厂混凝投药过程中的应用

水厂混凝投药过程具有非线性、时滞性等特点,并且影响投药后混凝效果的因素很多,目前很难准确地建立反应过程的数学模型。模糊控制是以控制人员的经验为基础的,它不需要用精确的数学模型来描述系统的动态过程,而且能够方便的加入人的控制经验,极为近似的反映人的控制行为。因此,本文针对混凝投药过程的特点,提出了应用模糊控制来实现混凝剂的最佳投加,该模糊控制器以原水流量和原水浊度作为输入变量,加矾流量作为输出变量,并用某水厂的实际数据完成了仿真研究。最后的仿真结果表明了该方法是有效可行的。     

PLC混凝投药复合控制系统的设计

针对水厂混凝投药过程的非线性、时滞性等特点,设计了混凝投药控制系统。该系统采用流量比例前馈控制与模糊自整定PID串级控制的复合控制策略,以西门子S7-200PLC作为处理器核心。介绍了系统的工作原理、控制算法设计、硬软件实现方案。Matlab仿真结果表明,模糊自整定PID串级控制系统的超调量、调节时间和抗干扰能力明显优于常规PID串级控制;此外,由于系统增加了流量前馈控制,使加药量能随原水流量变化及时得到调整。     

水厂智能絮凝加药量预测模型研究

水资源是关系我国国计民生的重要资源，优化自来水厂水加工的过程，对提升水厂自动化水平具有十分重要的意义。该文以实现青衣水厂PAC智能加药为目标，以神经网络为基础，设计了两段式投药量预测模型。通过使用出厂水卫生标准设计标签，设计专用训练函数，分阶段训练模型，用出厂水质量指标对投药量预测网络的参数进行二次调优，在保证出厂水质的基础上实现投药量自动预测。     

双前馈无模型自适应控制在混凝加药中的仿真

水厂混凝加药过程具有非线性、时滞性等特点,并且影响加药后混凝效果的因素很多,很难准确地建立反应过程的数学模型.无模型自适应控制(MFAC)是一种不需要离线建立数学模型的先进控制方法,非常适用于实际的模型参数难以辨识,且是时变的非线性系统.针对混凝加药过程的特点,提出了带有双前馈无模型自适应控制方案来实现混凝加药过程的仿真.仿真结果表明该方法在混凝加药控制过程具有鲁棒性强、响应速度快和控制精度高的优点.     

Water resources

Abstract

Water, which was taken for granted and assumed to exist in abundance, has become one of our most precious natural resources. Hence hydrological and water management problems represent key areas of applied science in the current worldwide economic and ecological situations. Satellite remote sensing technologies have been used more and more to satisfy urgent requirements for information relating to water resources. Many efforts have been undertaken in Europe to develop appropriate methods and to advance these systems to an operational level. Main emphasis is given to processes in which land surfaces and inland waters are involved, dealing with the estimation of precipitation, the assessment of soil moisture, surface runoff and the forecasting of runoff, be it from rainfall or from snowmelt. Remote sensing methods are of fundamental importance for soil moisture monitoring on a global and on a regional scale. Experimental research has demonstrated that if, in principle, observations in the visible and thermal infrared regions of the electromagnetic spectrum are able to detect the surface moisture of bare soils, microwave sensors are the most promising tools for quantitative estimates of this parameter. A valuable amount of research on this subject has been performed in Europe and is reviewed within the framework of the most advanced international research. Within Europe regional or local aspects and problems dominate. Therefore the efforts and achievements concerned with these areas and applications, and the progress towards operational use, will be focused on primarily. The most advanced and most promising operational applications exist in the field of snow hydrology to improve power production.     

流水魔法

有道是：落花有意,流水无情。如果看字面意思的话,现在要有人站出来反对了,在近期法兰克福国际卫生洁具及供暖空调博览会上,水流像瀑布一般从水管里倾泄而下并且能够随水温变化颜色,三向反射水龙头,以及另一些独特有趣的创新,都让人们大开眼界。当坐在温暖的浴池中,看着仿佛溪流、飞泉的水链从空中划过,或许真的能令人忘情都市、寄情山野。之前的话确实说得太绝对了,     

水源地供水智能调度与远程管理的研究与实现

在研究工业园水源地供水过程的基础上,提出综合应用PLC技术,计算机技术,通讯网络技术和过程控制理论,进行供水系统技术升级改造,实现供水的智能调度,远程管理,为达到供水无人值守打下基础.     

Water glass bonding

The author developed a low-temperature (80°C), low-external loads (electric field, magnetic field, load, etc.) bonding technology using water glass which is used in making molds (silica sand). The adhesive area ratio attained by this bonding technology was more than 95% and the bonding strength was about 290 kgf/cm². As this water glass bonding technology is applicable at comparatively low-temperatures, the residual stress of the bond is so small as to be able to bond eight 4-inch wafers together in the 3rd dimensional direction. In addition, as the thickness of a bonding layer is as small as several nanometers, the precision bonding of a tolerance of ±3 μm was also possible through alignment, and we could successfully fixed a cap with having a bonding seal of 0.32 mm wide in the vacuum. The leak rate was less than the detection limit of the He leak detector (1×10⁻¹⁰ Pa m³/s), showing excellent air-tightness. Using this bonding technology, the author made a self-package type IR microsensor on an experimental basis, and carried out an accelerated environmental test. As a result, its MTTF (mean time to failure) was estimated to be 6 years.     

水厂供水调度辅助决策系统

本文介绍了水厂供水调度决策系统的构成及功能,详细阐述了软件的实现原理,并概述了此软件具有一定的社会经济效益。     

水源地图

美国一家名叫“人口行动”的私立机构进行的报告显示：现在世界上有三亿三干五百万人没有足够的水,这些人主要分布在非洲或中东的28个国家。现在有些国家,例如埃及、荷兰、柬埔寨、叙利亚、苏丹和伊拉克等,60％的纯净水是从国外进口的。全世界每五个人之中就有一个人无法得到安全饮水保障。     

水上行走机器人

水上行走机器人仿生水黾,利用液体的表面张力在水面上站立和行走,是近年来机器人研究领域新出 现的研究方向．本文综合分析了水上行走机器人相关理论与技术及系统研制等方面的国内外研究现状,并对该领域 未来的研究重点、关键技术和发展方向进行了展望．     

免耕措施对土壤水分及利用效率的影响

免耕覆盖能有效地控制土壤侵蚀,抑制地表起沙,防治土壤退化,将是我国北方地区代替传统农耕的最好办法之一。针对土壤水分往往是我国北方地区农作物生长重要的限制性因子,本文选择国内外免耕措施的土壤水分试验研究进行总结,系统地分析了免耕与传统农耕的土壤水分动态变化特征,评价了免耕土壤水分利用效率。结果表明,与传统耕作相比,免耕普遍可增加土壤水2%~8%,但只有长期实施免耕和覆盖达到一定程度时,免耕的增水效果才明显,而免耕水分利用效率却因产量、降水等而不同。     

自来水厂变频循环投切恒压供水系统

多泵变频恒压供水常用的两种方案,比较了两种方案的优劣。重点介绍多泵变频恒压供水循环投切的控制过程,以实例说明循环投切方案的可行性。     

Wheat Self-Sufficiency,Water Restriction and Virtual Water Trade in Iran

Sustainable food security is one of the policy-making targets in Iran, but water scarcity has always been a challenge to its actualization. Regarding this point, offering policies to address this challenge is essential. On the other hand, wheat is the most important commodity in the food baskets of Iranians, and due to the lack of equality in the supply and demand among the regions, a large amount of wheat is displaced every year. The displacement of wheat has resulted in virtual water trade among the regions and could be a possible solution to manage the water crisis in Iran. With respect to the necessity of research, the present study investigated the effects of economic policies on virtual water trade for wheat using a spatial equilibrium model. Therefore, the aim of this study was to investigate the pattern of virtual water trade flow and welfare changes which resulted from making different economic policies in the wheat market. The results showed that the wheat self-sufficiency policy reduces the total amount of virtual water trade, and will increase pressure on the water resources of Iran. The policy of paying tax and receiving subsidies also significantly affect the flow of virtual water trade. But that happens best when tax revenues are equal to the payment of subsidies.