活性污泥系统中溶解氧模糊控制器的研究

分析了活性污泥系统中溶解氧（DO）控制的重要性及复杂性后，提出用模糊控制的方法控制污水处理中的溶解氧，并设计了溶解氧模糊控制系统，为污水处理的自动控制提供了一种新的设计方法。     

污水处理过程溶解氧浓度的有限时间抗扰控制

溶解氧浓度是影响污水处理的关键因素,有效控制溶解氧浓度,可减少曝气能耗、提高出水水质.然而,溶解氧浓度受进水流量、组分、浓度、天气等多源干扰的影响.为保证水水质,提出一种改进型有限时间扩张状态观测器,综合有限时间控制与改进型有限时间扩张状态观测器,设计一种改进型有限时间自抗扰控制,以克服污水处理中的扰动和不确定性.在污水处理1号基准仿真模型上,改进型有限时间自抗扰控制获得了期望的溶解氧调控效果.仿真结果表明,改进型有限时间自抗扰控制能有效估计总扰动、提高污水处理效果.     

序批式活性污泥法污水处理系统溶解氧优化控制方法

研究序批式活性污泥法(SBR)污水处理过程溶解氧(DO)的优化控制方法,探讨不同DO曲线下出水水质、曝气时间和能源消耗等问题。溶解氧是污水处理过程的一个重要参数,DO的需求量是有规律地变化,当系统的实际溶解氧量能按一定规律变化时,污水处理将能得到一个较好的效果。采用模糊控制解决了SBR系统出水水质不能在线检测、数学建模困难、不便于实时控制等问题,通过模糊控制方法实时地改变风机的频率来满足溶解氧的要求,可实现对不同溶解氧曲线的控制。从而缩短了污水处理时间,稳定了出水质量,明显地减少了电能消耗～15%,实现了污水处理过程的实时优化控制。     

基于工业以太网多PLC的污水处理控制系统

介绍了西门子公司S7-300PLC在污水处理厂自动控制中的应用,设计基于工业以太网的多处理器分布系统,详细介绍了系统网络拓扑结构,系统的硬件组态,PLC程序设计以及监控系统的设计.针对污水处理中曝气过程溶解氧控制对象的非线性、时变性以及不确定性等特点,提出一种基于模糊自适应PID的控制方法,完成了溶解氧自适应模糊PID控制系统的设计.该系统实现了城市污水处理的全自动控制,实际运行稳定,效果良好.     

生物反应池溶解氧的模糊控制研究

主要针对城市污水处理的多个生化反应池风量不同引起溶解氧控制复杂的情况，采用模糊控制方法控制曝气池的溶解氧浓度，在不同情况下采用不同策略实现风量节能的控制方案，对仿真结果和结合现场实际情况对方案进行了分析。     

污水处理系统溶解氧的区间预测控制方法

针对污水处理系统溶解氧浓度难以控制和曝气耗能高的问题,提出了一种基于双层优化结构的加权区间预测控制方法。该方法首先通过动态矩阵控制算法建立污水处理过程预测模型,然后设计一种融合溶解氧区间控制和曝气能耗指标的双层目标优化控制策略,同时为减小模型失配和干扰因素对系统的影响,利用模型预测误差进行系统反馈校正。仿真结果表明,与传统PID控制和模型预测控制方法相比,在不同工况下,区间预测控制方法可较好的实现溶解氧浓度的动态稳定控制,具有较强的抗干扰能力与自适应性,且在保证出水水质的前提下能有效降低曝气能耗。     

城市污水处理过程动态多目标智能优化控制研究

城市污水处理过程(Municipal wastewater treatment process, MWWTP)是一个典型的复杂流程工业过程, 其优化运行涉及到多个动态性能指标. 为了实现城市污水处理运行过程的优化控制, 本文提出了一种城市污水处理过程动态多目标智能优化控制方法(Dynamic multiobjective intelligent optimal control, DMIOC). 首先, 建立了一种基于自适应核函数的动态性能指标模型, 实现了城市污水处理关键性能指标的准确描述; 其次, 设计了一种基于自适应飞行参数调整机制的动态多目标粒子群优化算法(Dynamic multiobjective particle swarm optimization, DMOPSO), 可有效平衡粒子的多样性和收敛性, 完成了溶解氧和硝态氮优化设定值的实时获取; 最后, 利用多回路PID控制方法对溶解氧和硝态氮优化设定值进行控制, 实现了城市污水处理过程安全稳定运行. 将提出的DMIOC应用于城市污水处理基准仿真平台, 实验结果显示: DMIOC 能够提高溶解氧和硝态氮的控制效果, 实现城市污水处理过程出水水质达标, 并降低运行成本.     

城市污水处理过程自适应滑模控制

针对城市污水处理过程时滞导致难以稳定控制的问题,提出一种自适应滑模控制方法 (Adaptive sliding mode control, ASMC).首先,分析推流时滞对城市污水处理生化反应过程的影响,建立时滞影响下的城市污水处理运行控制模型;其次,设计一种基于模糊神经网络的预估补偿模型,完成滞后变量的准确预测,实现控制模型中变量时刻的统一;最后,设计一种具有自适应开关增益系数的滑模控制器(Sliding mode control, SMC),实现溶解氧和硝态氮的稳定控制.将提出的自适应滑模控制方法应用于城市污水处理过程基准仿真平台,实验结果显示该方法能够实现城市污水处理运行过程稳定控制.     

基于复合抗扰的溶解氧浓度控制

污水处理中, 出水水质受进水流量、组分以及浓度波动等因素影响. 要保证处理效果, 溶解氧浓度控制应有 较强的鲁棒性. 简单闭环控制的能耗及出水水质波动大. 为此, 本文以污水处理过程1号基准仿真模型模拟污水生 化处理过程, 提出基于扩张状态观测器和滑模控制的复合抗扰控制方法, 以降低对模型信息的依赖, 保证溶解氧浓 度控制效果. 数值仿真结果显示, 复合抗扰控制能够以较小的能耗获得期望的调控效果. 这表明, 复合抗扰控制具有 很好的适应性, 能够满足调控要求, 是一种具有较强实用性的污水处理溶解氧浓度控制方法.     

溶解氧模糊控制器的FPGA设计与实现

为提高溶解氧浓度(DO)自动控制的实时性与稳定性,根据污水处理过程中溶解氧浓度控制和模糊控制的相关原理,设计并实现了基于FPGA的溶解氧模糊控制器.该设计基于QuartusII9.1开发平台,结合FPGA实时性强和稳定性高的特点,使用VHDL语言,运用查表法的思想,并利用Matlab模糊控制工具箱计算出溶解氧模糊控制表.仿真结果表明,该模糊控制器能够实现对溶解氧浓度的实时控制.     

污水处理系统溶解氧的模糊自适应PID控制

曝气生物滤池的工艺复杂,参数检测困难,并具有大滞后、干扰多等特点,所以要实现该工艺的自动控制,保证生产的稳定、高效运行并非易事。本文就影响曝气生物滤池工艺处理效果的曝气过程提出了溶解氧模糊自适应PID控制算法。仿真表明,模糊自适应PID控制器的控制性能优于常规模糊控制器和PID控制器,既可保证出水水质,又能节约动力费用。     

基于模糊神经网络的发酵过程溶解氧预估控制

采用模糊逻辑学习算法建立Ｌ－异亮氨酸发酵溶解氧的模糊间接预估规则,并利用模糊神经网络实现这些规则。该网络经过学习能对模糊规则的隶属函数进行调整。仿真结果表明,按该模糊神经网络预估器进行预估控制,可节约发酵供氧能量,防止出现氧限制的情况,从而解决了常规控制难以解决的溶解氧控制问题。     

污水处理智能优化控制方法研究

针对污水处理过程的特点,在保证出水质量和节能前提下,建立获取控制参数溶解氧(DO)的优化模型;在此基础上,为有效跟踪控制DO,克服由于干扰等不确定因素对DO控制的影响,建立了基于自适应模糊神经网络(ANFIS)的DO跟踪控制模型,可自适应地调节模糊推理规则,为实时DO优化控制提供依据。通过实验测试验证了该方法可满足污水处理的精度及要求。     

Genetic algorithm design of neural network and fuzzy logic controllers

This paper discusses the design of neural network and fuzzy logic controllers using genetic algorithms, for real-time control of flows in sewerage networks. The soft controllers operate in a critical control range, with a simple set-point strategy governing “easy” cases. The genetic algorithm designs controllers and set-points by repeated application of a simulator. A comparison between neural network, fuzzy logic and benchmark controller performance is presented. Global and local control strategies are compared. Methods to reduce execution time of the genetic algorithm, including the use of a Tabu algorithm for training data selection, are also discussed. The results indicate that local control is superior to global control, and that the genetic algorithm design of soft controllers is feasible even for complex flow systems of a realistic scale. Neural network and fuzzy logic controllers have comparable performance, although neural networks can be successfully optimised more consistently.     

多网络融合的水厂自动化控制系统设计

针对水厂仪表可集成度低和网络兼容性差的缺点,设计了一种多网络融合的水厂自动化控制系统。系统节点选用Microchip公司基于M4K内核的处理器PIC32MX795F512L,使用该芯片内置的多种网络接口与仪表／设备互连,并给出了硬件方案、工业以太／CAN网络冗余算法和异构网络的数据帧协议。该系统网络平台融合了安防等其他...     

补料分批发酵过程控制系统研究

发酵过程是一个复杂的生化反应过程,笔者从系统的角度分析了补料分批发酵过程的特点及主要影响因素。在此基础上,提出了一套适合于现场的控制策略,设计了一个能够对生物发酵生产过程中的温度、压力、溶解氧、PH值及补料进行自动控制,以Motorola公司的MC68HC08GP32芯片为核心的计算机控制系统。     

自动干粉配料系统的设计及研究

自动干粉配料系统是目前我国印染工业急需的一项关键技术项目。介绍了此系统的设计方案，并对该系统的控制方法进行了研究，提出了多段双模态控制与模糊自整定PID控制相结合的新型控制方法，较好地解决了下料系统的控制问题，试验结果和实际应用均表明了系统设计的可行性和有效性。