模糊多模态控制在SBR污水处理中的应用

【摘要】： 本文研究了污水处理自动控制技术,针对SBR(Sequencing BatchReactor)污水处理,设计了模糊多模态控制器,并应用在SBR污水处理中。 在污水处理中,SBR工艺(序批式活性污泥法)是一种先进的工艺,其自动控制系统是保证SBR处理效果的核心,因此对SBR污水处理工艺的控制问题的研究有非常重要的意义。 本文简述了SBR污水处理反应的过程,对在不同状态下的DO、COD、PH值等之间的关系进行了一定的分析,通过数据分析得出在SBR反应中可以使用DO作为控制参数,也就是通过监测DO值可以控制污水处理过程;并结合实验数据得到了SBR反应的近似数学模型。根据所得到的数学模型设计了模糊多模态控制策略——P—模糊控制系统。采用MATLAB进行仿真实验,结果表明控制效果佳,鲁棒性好,优于传统PID控制,有推广应用价值。因此建议在对污水处理厂的自动控制进行改进时采用这种控制方法,使之向节能型发展。 【关键词】：序批式活性污泥法(SBR) 模糊多模态 污水处理
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 课题背景及研究内容7
• 1.2 当前我国水资源状况7-8
• 1.3 污水处理技术现状介绍8-11
• 2 污水处理及SBR工艺简介11-25
• 2.1 污水处理的基本概念11-13
• 2.1.1 污水处理的方法11-12
• 2.1.2 污水处理的水质指标12-13
• 2.2 SBR工艺的介绍13-18
• 2.2.1 SBR工艺流程14-15
• 2.2.2 SBR工艺特点15-16
• 2.2.3 SBR工艺设计及对控制系统的要求16-17
• 2.2.4 SBR实验设备、装置及控制17-18
• 2.3 控制参数的选择及模型18-25
• 2.3.1 综述18-19
• 2.3.2 SBR参数的分析确定19-22
• 2.3.3 数学模型的建立22-25
• 3 电厂污水处理工程应用25-31
• 3.1 电厂污水处理工艺流程25-26
• 3.2 控制系统硬件设计26-28
• 3.3 控制系统软件设计28-31
• 4 SBR多模态模糊控制系统设计31-44
• 4.1 模糊控制系统概述31
• 4.2 模糊控制器的类型31-33
• 4.2.1 单变量模糊控制器31-33
• 4.2.2 多变量模糊控制器33
• 4.3 模糊控制器设计33-41
• 4.3.1 模糊控制器的结构设计33-34
• 4.3.2 模糊语言变量选择34-35
• 4.3.3 模糊隶属函数的选择35-36
• 4.3.4 输入输出论域及比例因子的选择36-38
• 4.3.5 精确量的模糊化38-40
• 4.3.6 模糊控制规则的确定40-41
• 4.3.7 反模糊化41
• 4.4 模糊多模态控制算法41-44
• 4.4.1 控制器的设计42
• 4.4.2 控制策略的分析42-44
• 5 SBR仿真试验44-54
• 5.1 模糊多模态算法的实现44-46
• 5.1.1 模糊多模态控制分析44
• 5.1.2 模糊多模态控制的仿真建立44-45
• 5.1.3 PID控制器模型建立45-46
• 5.2 仿真试验46-53
• 5.2.1 对比实验46-49
• 5.2.2 鲁棒性试验49-53
• 5.3 小结53-54
• 6 总结54-55
• 6.1 论文工作总结54
• 6.2 下一步工作和展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58
• 攻读硕士学位期间发表论文58

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