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污水处理中溶解氧智能控制的研究与设计

作　者: 李娜
导　师: 孙红星
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 污水处理溶解氧模糊控制单神经元PID 复合控制
分类号: TP273.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

A/A/O活性污泥法污水处理是利用具有新陈代谢的微生物将污水中的有害物质吸收或者降解的一种有效方法。污水处理系统是一个具有非线性、大滞后和不确定性等特点的复杂系统,传统的控制算法控制精度不高,难以达到理想的控制效果。为了使污水处理系统高效高质、低成本的运行,开发和研究新型的智能控制策略是主要任务。进行污水处理过程建模和控制方法研究具有现实意义和理论意义。本文在分析现有污水处理自动控制技术的基础上,对活性污泥法污水处理系统的智能控制算法和仿真结果进行研究,主要工作如下:1、对活性污泥法污水处理的发展现状进行综述。阐述国内外污水处理的控制现状。2、根据微生物生长机理和曝气机理,建立污水处理数学模型,制定污水处理系统控制方案。3、结合目前智能控制研究热点,设计一种基于控制量增量的溶解氧模糊-单神经元PID 复合控制器。融合了模糊控制和单神经元PID控制的优点,解决在该两种智能控制器之间切换造成振荡的问题。4、通过溶解氧模糊-单神经元PID复合控制器与模糊控制器仿真结果进行比较,结果表明对溶解氧控制效果较为理想,证明其算法的有效性和可行性。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1. 绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 课题来源  10
  1.3 活性污泥法国内外发展现状  10-11
  1.4 污水处理控制国内外发展现状  11-13
  1.5 本文主要工作  13-15
2.A 2/O 污水处理系统研究分析与建模  15-33
  2.1 A~2/O 活性污泥法基本工作原理  15-16
  2.2 污水处理系统工艺流程及该系统存在的问题  16-19
    2.2.1 污水处理系统工艺介绍  16-18
    2.2.2 系统存在问题  18-19
  2.3 污水处理控制参数的选定及意义  19-22
    2.3.1 影响水质参数  19-21
    2.3.2 污水处理控制参数  21-22
  2.4 A~2/O 法污水处理系统的模型建立  22-30
    2.4.1 A~2/O 活性污泥法污水处理系统数学模型  22-29
    2.4.2 A~2/O 法污水处理系统曝气流量计算模块  29-30
  2.5 活性污泥法A~2/O 污水处理系统分析与控制方案  30-33
3.A 2/O 污水处理系统溶解氧模糊控制器的设计  33-46
  3.1 模糊控制概述  33-35
    3.1.1 模糊控制系统的基本结构  33-34
    3.1.2 一般模糊控制器的基本结构  34-35
  3.2 模糊控制器的设计  35-39
  3.3 溶解氧模糊控制器的设计与仿真研究  39-46
    3.3.1 A~2/O 污水处理系统中的状态反馈器设计  39-40
    3.3.2 A~2/O 污水处理系统中溶解氧模糊控制器设计  40-44
    3.3.3 A~2/O 污水处理系统中溶解氧模糊控制仿真结果研究  44-46
4.A 2/O 污水处理系统溶解氧单神经元PID 控制器设计  46-55
  4.1 PID 控制基本原理  46-48
  4.2 人工神经元模型  48-49
  4.3 神经网络结构  49-50
  4.4 神经网络典型的学习规则  50
  4.5 单神经元PID 自适应控制  50-51
  4.6 溶解氧单神经元PID 控制器的设计  51-52
  4.7 溶解氧单神经元PID 控制器的仿真研究  52-55
    4.7.1 溶解氧常规PID 控制器的设计与仿真研究  52-53
    4.7.2 溶解氧单神经元PID 控制器的仿真研究  53-55
5.A 2/O 污水处理模糊-单神经元PID 复合控制器设计  55-60
  5.1 引言  55
  5.2 模糊-单神经元PID 复合控制器的设计  55-57
  5.3 溶解氧控制系统仿真研究  57-59
  5.4 本章小结  59-60
6. 结论  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
攻读学位期间主要研究工作  65

污水处理中溶解氧智能控制的研究与设计

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