基于LonWorks技術(shù)與預(yù)測控制的水處理自動(dòng)投藥研究.pdf

1、在以地表水為城市供水水源的飲用水凈化處理工藝中，混合、絮凝是不可缺少的環(huán)節(jié)，除濁、澄清是水處理工藝的主要目標(biāo)。在一定的工藝條件下，混凝劑的投加量直接決定混凝效果。因此實(shí)現(xiàn)混凝劑投加量的優(yōu)化控制，是保證出水水質(zhì)和節(jié)約水廠運(yùn)行成本的迫切需要。
　　目前國內(nèi)水處理混凝投藥過程采用的檢測儀表，質(zhì)量普遍不高，精確性、可靠性難以滿足控制要求；水處理混凝投藥過程本身的大滯后性、精確模型難以建立的特點(diǎn)給傳統(tǒng)PID控制帶來困難。預(yù)測控制采用多步預(yù)測

2、、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正等控制策略，控制效果好、魯棒性強(qiáng)，適用于控制不易建立精確數(shù)學(xué)模型且比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程。
　　本課題首先用最小二乘法辨識(shí)了投藥系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，然后介紹了預(yù)測控制中的動(dòng)態(tài)矩陣算法，推導(dǎo)了DMC的內(nèi)?？刂疲↖MC）結(jié)構(gòu)，并以此種結(jié)構(gòu)對(duì)DMC系統(tǒng)性能進(jìn)行了分析。利用MATLAB/SIMULINK進(jìn)行系統(tǒng)仿真，通過對(duì)控制參數(shù)的合理設(shè)置以及反饋濾波器的設(shè)計(jì)，解決了系統(tǒng)模型失配造成的輸出振蕩問題，證明了算法應(yīng)用的正確性和

3、可行性，并與PID算法相比較，證明了控制方法的優(yōu)越性。
　　本文是針對(duì)混凝投藥智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮課題的后續(xù)是以研發(fā)水廠自動(dòng)化系統(tǒng)為目標(biāo)，因此選擇LonWorks技術(shù)作為研發(fā)平臺(tái)對(duì)投藥節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)用LonWorks技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品，具有開放性、可互操作的特點(diǎn)，是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)品，可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
　　根據(jù)水處理混凝投藥節(jié)點(diǎn)控制程序復(fù)雜、采樣數(shù)據(jù)種類多等特點(diǎn)，提出基于主機(jī)的Lon智能節(jié)點(diǎn)，選用了單片機(jī)AT89C52作為