基于ANFIS的污水处理过程建模的研究

针对活性污泥法污水处理过程的特点，提出了一种基于ANFIS的建模方法。以污水处理厂水质数据为样本，首先利用主元分析（PCA）实现输入变量的降维和去相关，随后采用减法聚类算法生成初始模糊推理系统，进而采用ANFIS建立活性污泥法污水处理过程模型。仿真实验表明：基于ANFIS的建模方法是有效的；通过仿真结果比较，PCA-减法聚类-ANFIS网络的拟合能力及收敛速度均优于PCA—BP，更适合作为活性污泥法污水处理过程模型。     

污水处理净化过程的三维细胞自动机动态模拟

针对污水处理过程的复杂性、不可重复性和不可再现性等特点,根据活性污泥的净化机理与动力学特性,在Mckinney等人建立的经典活性污泥法动力学模型的基础上,提出了一种模拟活性污泥净化过程的三维格子气细胞自动机模型.该模型的演化规则根据微生物的增殖规律和经典的动力学模型设计,模型通过模拟有机物和微生物的扩散、反应和沉降过程,反应了活性污泥的整个净化过程.对模型进行的仿真实验结果表明:该模型不仅可以复现污水净化过程,而且更直观地刻画了活性污泥法污水处理过程的动态演化行为,直接反映出活性污泥法系统的表观特征.     

污水处理过程的递阶神经网络建模

针对污水处理过程的多变量和多非线性子系统的串级结构特点, 提出了一种基于活性污泥过程机理的递 阶神经网络建模方法.该方法将神经网络与过程机理模型以串级方式连接, 以神经网络辨识活性污泥过程模型中的非线性组分反应速率. 分析各子过程建模误差的关系, 给出了模型的稳定学习算法和稳定性理论分析. 最后通过某污水处理厂生化脱氮过程实际运行数据的实验表明所提出的建模方法是有效的.     

前置反硝化污水处理系统建模与仿真

污水处理系统是一个大滞后系统.为了对其进行高效地研究,需要深入了解系统内部机理并建立仿真模型.采用机理建模的方式建立活性污泥、沉淀池和鼓风系统,采用经验法建立入水组分转换模型,并选用前置反硝化工艺作为仿真对象,再结合该工艺的水力学模型建立了污水处理系统模型.利用BSM1仿真基准对模型进行稳态验证,仿真结果与基准值非常接近.利用实际污水处理厂数据进行动态仿真,模型能够较为准确地仿真污水处理厂的运行情况.采用外接PLC系统进行溶解氧控制,结果表明模型可用于污水处理控制研究.     

利用三维细胞自动机模拟活性污泥法的处理过程

针对活性污泥法的污水处理过程,提出了利用三维细胞自动机模型进行模拟的方法．该方法通过对曝 气池内活性污泥法处理过程动态演化过程的模拟,直观地揭示出活性污泥法的污水处理过程．用实际数据进行了验 证,证明了该方法能够有效地展现曝气池内污水净化的过程,实现了其可视化,并描绘了活性污泥的生长曲线．     

活性污泥脱氮过程的建模与控制

有效处理废水的各种方法包括过程的最佳设计、安装更多的仪表和自动控制系统等日益受到关注.综述了污水生化处理过程,主要是脱氮工艺的建模与控制方面的最新研究成果.讨论了活性污泥、生物膜和厌氧消化过程的模型化以及最新的Benchmark仿真问题.在控制策略方面,强调了曝气、污泥停留时间和外碳源补加等有效的控制手段.最后指出了一些值得关注的研究问题:过程与控制并行设计、集成化的城市污水处理系统以及现代微生物分析方法的利用.     

模型组件化建模技术研究

随着计算机仿真技术的广泛应用,视景仿真技术也得到了全面的开发,但是在三维实体的建模方面,模型的建立还仅仅依赖于专业建模人员的实现,缺乏普适性而且建模过程复杂、繁冗,需要占用大量的人力资源。通过调用Creator的Plugin插件,结合底层的Open Flight API编程语言,实现了通过操作界面向Creator中添加元件的功能并且可以通过对元件的移动、旋转、缩放等操作来细调模型的位置、角度、大小等,从而实现了由模型组件重组新模型的功能,减少了视景仿真中创建三维模型的工作量,同时实现了非专业人员的二次建模,简化了建模过程。由首次提出的组件建模方法已经在工程项目中得以应用,并具有一定的应用价值。     

神经网络在污水处理过程中的应用

针对活性污泥法在污水处理过程中,水量会发生巨大的变化,以及运行所带来的强耦合、非线性、大滞后性等影响了污水处理的控制过程;利用神经网络技术特点对污水处理厂进行模拟实验,建立BP神经网络模型的仿真,用试凑法确定隐含层节点的个数,为了避免建立的网络过大,在训练网络过程中,避免出现网络"过训练",建立合适的网络模型;通过对污水处理过程中输入数据的水质的变量参数,来预测未来某一时间输出某一水质变量参数;结果表明,BP神经网络可以应用于活性污泥法水处理过程中对水质参数进行模拟仿真和预测的效果。     

污水生化处理过程建模与控制

污水生化处理是利用微生物清除污水中有机污染物的一种有效方法, 是当前处理工业有机污水和城市生活污水的主要途径. 本文综述了污水生化处理过程, 尤其是活性污泥法处理过程的建模与控制. 从控制理论的角度, 生化污水处理过程是典型的非线性、时变、不确定性、时滞的复杂系统, 其建模与控制给控制界提出了严峻的挑战.     

活性污泥法污水处理数学模型的发展和应用

综述了活性污泥法污水处理数学模型自20世纪50年代以来的发展历程； 阐述了国际水协会（IWA）推出的活性污泥1号、2号、2D号、3号模型（ASM1、ASM2、ASM2D、ASM3）各自的特点和使用限制条件； 介绍了几种基于ASM系列模型的具有代表性的商业化仿真软件． 最后，还就ASM系列模型的三个应用难点——水质的分析测定、模型简化、参数校正进行了讨论．     

水中对抗仿真系统实体模型管理问题的研究

水中对抗作战仿真系统是模拟水中武器对抗作战的网上仿真演练系统。对于大规模的仿真演练,必然要求开发有效的、功能完善的模型管理系统。该文介绍了开发仿真实体模型管理系统过程中的方法：首先从系统仿真建模工作开始进行分析和研究,采用层次化、模块化建模并将仿真模型与仿真实验平台有效分离,规范了建模过程,分析了采用DLL技术在模型实现中的应用,并根据模型的特点,分析了采用模型库与模型管理系统对仿真模型进行管理的方法。     

机场视景模型参数化建模方法研究

随着计算机虚拟现实和视景仿真技术的发展与完善,用于提高视景的逼真度和视觉效果的技术在飞行模拟机视景仿真中已得到广泛的应用。但是,基于Multigen Creator等3D建模软件构建机场模型的缺点日益凸显:人工收集机场数据、手工绘制机场拓扑图的建模方法耗时、费力、效率低、缺乏灵活性和可复用性。针对这些问题,结合机场路网结构的特点,将参数化的思想引入到机场路网三维建模过程中,提出了一种基于交通拓扑约束的机场路网参数化三维建模方法,设计并实现了基于该方法的用于视景的机场路网模型参数化建模系统。该系统已成功应用到机场模型建模工作中,建模速度较之传统方法有了显著的提高,而且制作出来的模型可以复用,系统在稳定性、可扩展性和可移植性方面表现出色,并具有很强的真实感和沉浸感。     

基于物理的变形曲线曲面造型技术综述

现代工业技术的发展对CAD技术提出了越来越高的要求，传统的曲线曲面造型技术属于几何造型方法，已不能完全满足对现代工业产品尤其是柔性件的建模要求，基于物理的曲线曲面造型技术应运而生。该文首先介绍了基于物理的曲线曲面造型技术的产生和研究现状，主要分析了该技术方法的理论基础和实现原理，在此基础上讨论了该方法中求解控制方程的建立，重点比较了两种建模思想：Gossard静态模型和D—NURBS动态模型，并对不同控制方程的求解方法如差分法、有限元法和数学规划法也做了一定的综述。文章最后指出了这一造型技术的优势和存在的问题，探讨了今后发展的方向和思路。     

一种面向对象的生产系统模拟工具-OSim的开发

介绍了一种面向对象的生产系统模拟工具OSim的体系结构和特点，以及应用Osim进行生产系统建模的方法和过程。面向对象的生产系统模拟模型的开发分为5个步骤：面向过程的建模，面向被动资源的建模，面向主动资源的建模，面向产品／物料的建模，层次化模型的建立。其中，面向对象的技术、基于活动网络的建模和层次化建模在生产系统建模中是非常重要的。     

基于Hadoop的海量网格数据建模

针对网格实验的实际需要和现有网格仿真工具存在的不足,提出了一种结合Hadoop技术进行海量网格数据建模的方法。利用提出的建模方法,研究人员可以从海量数据中挖掘出实验所需核心数据,并建立这些数据所满足的数学模型。在网格仿真实验中使用这些数学模型生成网格负载,将会提高网格仿真实验的准确性和可信度。     

网络管理中的建模技术

人们在研究一个实际系统时,往往先建立系统的模型,通过对模型的研究,获知该系统的特性。所谓模型就是对实际系统的一种抽象的、本质的描述,它是人们模仿在研究中的系统或系统运行状态的一种技术手段。模型的特点可以用两个字来概括:其一,“抽”,就是说模型来源于实际系统,它是在一定假设条件下,通过     

Bilinear black-box identification and MPC of the activated sludge process

In this paper the activated sludge process, which is a process for biological nitrogen removal in municipal wastewater treatment plants, is modeled as a discrete-time bilinear system by application of a recursive prediction error method system identification technique. A novel bilinear model predictive control algorithm is also derived and applied on a simulation model of the activated sludge process. For discrete-time bilinear systems, a quadratic cost on the predicted outputs and inputs, together with input/state constraints, results in a nonlinear non-convex optimization problem. An investigation is performed where the suggested control algorithm is compared with a linear counterpart. The results reveals that even though the identified bilinear black-box model describes the dynamics of the activated sludge process better than linear black-box models, bilinear model predictive control only gives moderate improvements of the control performance compared to linear model predictive control laws.     

仿真模型重用方法综述

仿真模型重用是当前仿真领域的热点研究问题,在复杂系统建模与仿真中有着广泛而现实的需求.实现仿真模型重用,一方面要提高建模人员面向重用进行建模的意识,更重要的是提供支持模型重用的技术途径.将当前支持仿真模型重用的方法归纳为多阶段建模方法、基于模型框架的方法、基于模型与模型表示的规范化与标准化方法、综合使用上述方法的综合集成方法,分析说明了每种方法的基本思想、重用原理和实现途径.仿真模型重用是一个系统工程,贯穿于模型研制和使用的各个阶段,采用综合集成方法是实现仿真模型重用系统化和工程化的必须和必然.