CASS污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計及算法研究.pdf

1、污水處理系統(tǒng)的滯后性、不確定性、非線性,對于系統(tǒng)精確數(shù)學(xué)模型的建立來說是最大的問題,非智能控制方法只能處理特定的問題,而且精確度不高、自整定能力差,單純的通過非智能的控制方法已經(jīng)達(dá)不到現(xiàn)代工業(yè)的控制要求。當(dāng)前,由于智能控制的不斷發(fā)展,因此大量非線性系統(tǒng)普遍利用智能控制方法。
　　論文針對某污水處理廠的實(shí)際工程項(xiàng)目,設(shè)計了一套集管理級、現(xiàn)場級和控制級于一體的自動控制系統(tǒng)。目前,應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線的種類繁多,通過分析各

2、自的優(yōu)點(diǎn)及其各自的應(yīng)用領(lǐng)域,同時結(jié)合污水處理廠實(shí)際情況,通訊方式最終選擇了“工業(yè)以太網(wǎng)+Profibus現(xiàn)場總線”。介紹了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場總線的分類,完成了主要設(shè)備的選擇及自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。該控制系統(tǒng)采用西門子公司S7-300PLC作為現(xiàn)場控制層的控制器,結(jié)合先進(jìn)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),構(gòu)成了智能化的信息管理、操作平臺。論文中涉及到的污水處理控制系統(tǒng),不僅考慮硬件設(shè)備的可靠、合理運(yùn)行,而且考慮組態(tài)軟件對整個控制系統(tǒng)過程的監(jiān)控、管理,通訊系

3、統(tǒng)的穩(wěn)定、有效運(yùn)行,這樣的污水處理控制系統(tǒng)的處理效率大大提高。
　　論文簡要分析了 CASS污水處理工藝,根據(jù)出水水質(zhì)的主要性能指標(biāo),選取溶解氧濃度作為被控對象,鼓風(fēng)機(jī)曝氣量作為控制量。由于污水處理具有非線性、動態(tài)不確定性,難以確定準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型,因此建立了污水處理系統(tǒng)理想條件下的數(shù)學(xué)模型。傳統(tǒng)PID控制思想結(jié)合模糊控制思想,實(shí)現(xiàn)輸入、輸出變量量化論域的選取、量化級數(shù)的確立、隸屬函數(shù)的確定和模糊規(guī)則的建立,完成了自整定模糊PID智

4、能控制算法在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。通過Matlab仿真曲線對比結(jié)果可以看出,相比傳統(tǒng)PID控制方法的自整定模糊PID控制方法,系統(tǒng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間、上升時間有較大的改善,提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,改善了系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性。
　　論文在自整定模糊PID控制方法研究與應(yīng)用的基礎(chǔ)上,引入了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 P ID控制方法,該控制方法不依賴于精確的數(shù)學(xué)模型,控制方法具有更普遍意義。同樣選取溶解氧濃度作為被控對象,首先利用大量來自現(xiàn)場具有代表