給水處理中混凝沉淀過程機理建模及辨識研究.pdf

1、飲用水是人們生活中不可或缺的必需品，飲用水水質關系著人們的生活品質。隨著國內(nèi)經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，人們生活水平不斷提高，飲用水水質也成為人們越來越關心的問題，同時經(jīng)濟的快速發(fā)展帶來了環(huán)境的污染，導致原水水質下降，給引用水生產(chǎn)帶來了更大的挑戰(zhàn)。國內(nèi)外越來越多的學者開始對水處理過程進行研究，目前主要研究的內(nèi)容有混凝沉淀過程建模和混凝投藥控制。本文主要圍繞以下兩個問題展開研究:一、由于水處理過程具有大時滯，多擾動等特性，對實際系統(tǒng)進行研究時，實驗過

2、程漫長，研究效率低且成本較高。二、模型預測控制已經(jīng)普遍應用于混凝投藥控制的研究中，然而模型失配問題仍是制約控制器性能進一步提高的關鍵因素，所以獲得一個與實際過程匹配的預測模型至關重要。以下是本文主要工作:
　　本文通過對水處理中混凝沉淀過程機理進行分析，根據(jù)系統(tǒng)特點和物料守恒原理對系統(tǒng)進行機理建模。模型包括混合、絮凝和沉淀三段，反映了原水流量、原水濁度、混凝劑量與沉淀池出水濁度之間的關系?；谒Ｐ?，仿真分析了原水濁度在不同值時

3、發(fā)生突變對沉淀池出水濁度的影響，以及添加不同混凝劑量時沉淀池出水濁度的變化。研究表明該模型可以輔助給水處理過程混凝投藥控制的分析，大大縮減了實驗時間，提高了研究效率，節(jié)約了研究成本，同時對進一步認識混凝沉淀過程的機理有現(xiàn)實意義。
　　本文采用基于多模型插值的LPV模型辨識方法和目前在水質預測中應用最為普遍的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型分別對混凝投藥系統(tǒng)進行模型辨識，并針對LPV模型辨識過程中出現(xiàn)的模型不收斂問題進行了分析并給出改善的建議，最后