基于神經(jīng)網(wǎng)絡混凝投藥控制系統(tǒng)研究.pdf

1、混凝工藝是礦井水處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，準確控制投藥量是取得良好混凝效果的首要前提。投藥系統(tǒng)不僅與原水水質(zhì)參數(shù)有關(guān)，而且受到復雜的混凝工藝影響，屬于大滯后、非線性、時變系統(tǒng)，一直未能得到有效地控制。 論文全面分析了影響混凝效果的水質(zhì)參數(shù)，對國內(nèi)外混凝投藥控制方法進行了比較分析。這些方法都是以常規(guī)的數(shù)學模型為基礎(chǔ)，在實際應用有一定的難度。神經(jīng)網(wǎng)絡控制則基本上不依賴數(shù)學模型，適用于混凝投藥這種高度非線性和不確定性的被控對象。因此，本文旨在建

2、立基于神經(jīng)網(wǎng)絡控制的混凝投藥系統(tǒng)。 在深入研究了神經(jīng)網(wǎng)絡過程辨識理論的基礎(chǔ)上，針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡在工程中應用所存在的問題，對如何確定網(wǎng)絡的隱層節(jié)點的工程實際，本文提出了一種隱層節(jié)點優(yōu)化的BP網(wǎng)絡算法。其基本思想是根據(jù)隱層節(jié)點的聯(lián)接權(quán)值和閾值變化情況，自動刪除病態(tài)的聯(lián)接權(quán)值和隱層節(jié)點并實現(xiàn)功能匹配，最終使得每個隱層節(jié)點都在正常狀態(tài)。這種算法既簡化了BP網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，又提高了運行效率。 在詳細研究混凝機理和混凝動力學的基礎(chǔ)上，結(jié)合

3、工程實際建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的混凝投藥控制模型。模型分為兩個部分，一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡辨識理論的原水水質(zhì)參數(shù)前饋控制器，一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制的沉淀過濾池出水濁度參數(shù)反饋控制器。 原水水質(zhì)參數(shù)前饋控制是通過對原水水質(zhì)參數(shù)的測量，并根據(jù)其參數(shù)變化特性來控制投藥量。由于整個礦井水水處理系統(tǒng)由于具有慣性和純滯后的特性，當原水水質(zhì)參數(shù)發(fā)生變化，而沉淀過濾池出水濁度尚未發(fā)生變化時，前饋控制器就實施控制，可使被控量不因原水條件的變化而產(chǎn)生效果

4、偏差。 出水濁度參數(shù)反饋控制是通過對取樣點參數(shù)的巡回檢測，將測量結(jié)果與系統(tǒng)設(shè)定的最優(yōu)值進行比較，利用本文設(shè)計的神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器來控制混凝劑的投加量。無論遇到什么干擾，一旦被控變量的實際值偏離給定值，反饋控制就自動校正偏差，主要用來補償前饋控制器，從而提高系統(tǒng)的控制精度。 論文針對鐵法煤業(yè)有限公司大興礦的礦井水處理量和沉淀過濾設(shè)備，設(shè)計了具有本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控的全自動混凝投藥系統(tǒng)。并將混凝投藥控制模型嵌入到系統(tǒng)中，滿足