基于模糊ADRC的活性污泥法污水處理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-17 20:15
隨著人類社會(huì)的飛速發(fā)展,水資源日益緊缺,水污染也越來(lái)越嚴(yán)重。污水在經(jīng)過(guò)處理后能被再次利用,有利于保護(hù)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用。活性污泥法是污水處理的主要方法,它利用活性污泥中的微生物吸附、降解污水中的有機(jī)物,使污水能夠達(dá)到排放要求。但是活性污泥系統(tǒng)中,生化反應(yīng)復(fù)雜,參數(shù)繁多,是一個(gè)具有很大時(shí)變性的高度非線性系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)活性污泥系統(tǒng)的有效控制是本文的重點(diǎn)。本文首先介紹了活性污泥法污水處理的工藝流程,并解釋了污水處理中曝氣系統(tǒng)的工作原理。溶解氧是曝氣工藝中很重要的指標(biāo),其濃度高低影響了曝氣池中生物化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,對(duì)污水處理的出水質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。因此將溶解氧濃度作為被控量,通過(guò)控制鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣閥門的開(kāi)度,來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入曝氣池中的空氣量,使溶解氧濃度維持在適合的范圍內(nèi)。然后分析活性污泥系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,仿真基準(zhǔn)模型(Benchmark Simulation Model No.1,BSM1)能夠反映污水處理的基本原理及動(dòng)態(tài)過(guò)程,主要由活性污泥1號(hào)模型(Activated Sludge Model No.1,ASM1)和二沉池模型兩部分構(gòu)成。ASM1模型描述了曝氣池中生化反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程,包含8個(gè)...
【文章來(lái)源】:濟(jì)南大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 活性污泥法數(shù)學(xué)模型的發(fā)展
1.2.1 傳統(tǒng)的活性污泥法模型
1.2.2 動(dòng)態(tài)的活性污泥法模型
1.3 活性污泥模型控制策略綜述
1.4 本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 曝氣系統(tǒng)工藝分析
2.1 活性污泥法
2.2 曝氣系統(tǒng)的原理
2.3 溶解氧的控制
2.4 本章小結(jié)
第三章 活性污泥數(shù)學(xué)模型
3.1 BSM1模型
3.1.1 ASM1模型
3.1.2 二次沉淀池模型
3.2 本章小結(jié)
第四章 模糊ADRC算法的原理
4.1 PID控制算法的原理
4.2 ADRC的組成
4.2.1 跟蹤微分器
4.2.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器
4.2.3 狀態(tài)誤差反饋控制律
4.3 模糊控制算法
4.4 模糊ADRC算法
4.5 本章小結(jié)
第五章 模糊ADRC在活性污泥法污水處理中的應(yīng)用
5.1 模糊ADRC控制器的設(shè)計(jì)
5.1.1 ADRC控制器的設(shè)計(jì)
5.1.2 ADRC的穩(wěn)定性分析
5.1.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)
5.2 模糊ADRC控制仿真分析
5.3 模糊PID控制仿真分析
5.4 仿真對(duì)比分析
5.4.1 模糊ADRC與手動(dòng)控制對(duì)比分析
5.4.2 模糊ADRC與模糊PID控制動(dòng)態(tài)分析
5.4.3 模糊ADRC與模糊PID控制穩(wěn)態(tài)分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水污染現(xiàn)狀及其處理的新技術(shù)[J]. 唐曉璐. 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊). 2017(09)
[2]不同pH值及堿性物質(zhì)對(duì)短程硝化的影響[J]. 彭永臻,李璐凱,李夕耀,郭思宇,王淑瑩. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]我國(guó)地下水污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策研究[J]. 王琪,王佳旭. 環(huán)境與發(fā)展. 2017(05)
[4]飛行軌跡偏離誤差反饋控制數(shù)學(xué)模型仿真[J]. 陳筱,張琰. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2017(06)
[5]工業(yè)污水處理技術(shù)及前景[J]. 王香愛(ài),張洪利,楊珊,葛子龍. 應(yīng)用化工. 2017(03)
[6]污水處理過(guò)程中曝氣方式對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物排放量影響研究[J]. 王磊磊,何成達(dá),鄢一新,吳軍. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[7]城市生活污水處理的生物建模與控制策略研究[J]. 鄧新莉,劉珊. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2016(07)
[8]基于雙曲正切函數(shù)的二階時(shí)變參數(shù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器[J]. 于洪國(guó),康忠健,陳瑤. 控制理論與應(yīng)用. 2016(04)
[9]線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器及其高階形式的性能分析[J]. 邵星靈,王宏倫. 控制與決策. 2015(05)
[10]我國(guó)水污染現(xiàn)狀[J]. 許嘉寧,陳燕. 廣東化工. 2014(03)
博士論文
[1]非線性自抗擾控制的收斂性[D]. 趙志良.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于ASM1活性污泥污水處理過(guò)程的建模與控制問(wèn)題研究[D]. 李春陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]倒立擺的模糊控制及變結(jié)構(gòu)控制研究[D]. 殷濤.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]循環(huán)活性污泥污水處理法的曝氣控制研究[D]. 王志鵬.東北大學(xué) 2013
[4]基于自抗擾控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)速度控制研究[D]. 崔曉光.山東大學(xué) 2013
[5]模糊控制理論在活性污泥系統(tǒng)中的應(yīng)用與優(yōu)化[D]. 張博.華中科技大學(xué) 2012
[6]基于模糊自抗擾控制的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究[D]. 匡江傳.湖南大學(xué) 2012
[7]基于BSM1的污水生物脫氮系統(tǒng)的控制策略的研究[D]. 趙瑞.遼寧科技大學(xué) 2012
[8]模糊控制在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[D]. 閆媛媛.蘭州理工大學(xué) 2011
[9]PID控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究[D]. 何芝強(qiáng).浙江大學(xué) 2005
本文編號(hào):3192381
【文章來(lái)源】:濟(jì)南大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 活性污泥法數(shù)學(xué)模型的發(fā)展
1.2.1 傳統(tǒng)的活性污泥法模型
1.2.2 動(dòng)態(tài)的活性污泥法模型
1.3 活性污泥模型控制策略綜述
1.4 本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 曝氣系統(tǒng)工藝分析
2.1 活性污泥法
2.2 曝氣系統(tǒng)的原理
2.3 溶解氧的控制
2.4 本章小結(jié)
第三章 活性污泥數(shù)學(xué)模型
3.1 BSM1模型
3.1.1 ASM1模型
3.1.2 二次沉淀池模型
3.2 本章小結(jié)
第四章 模糊ADRC算法的原理
4.1 PID控制算法的原理
4.2 ADRC的組成
4.2.1 跟蹤微分器
4.2.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器
4.2.3 狀態(tài)誤差反饋控制律
4.3 模糊控制算法
4.4 模糊ADRC算法
4.5 本章小結(jié)
第五章 模糊ADRC在活性污泥法污水處理中的應(yīng)用
5.1 模糊ADRC控制器的設(shè)計(jì)
5.1.1 ADRC控制器的設(shè)計(jì)
5.1.2 ADRC的穩(wěn)定性分析
5.1.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)
5.2 模糊ADRC控制仿真分析
5.3 模糊PID控制仿真分析
5.4 仿真對(duì)比分析
5.4.1 模糊ADRC與手動(dòng)控制對(duì)比分析
5.4.2 模糊ADRC與模糊PID控制動(dòng)態(tài)分析
5.4.3 模糊ADRC與模糊PID控制穩(wěn)態(tài)分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水污染現(xiàn)狀及其處理的新技術(shù)[J]. 唐曉璐. 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊). 2017(09)
[2]不同pH值及堿性物質(zhì)對(duì)短程硝化的影響[J]. 彭永臻,李璐凱,李夕耀,郭思宇,王淑瑩. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]我國(guó)地下水污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策研究[J]. 王琪,王佳旭. 環(huán)境與發(fā)展. 2017(05)
[4]飛行軌跡偏離誤差反饋控制數(shù)學(xué)模型仿真[J]. 陳筱,張琰. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2017(06)
[5]工業(yè)污水處理技術(shù)及前景[J]. 王香愛(ài),張洪利,楊珊,葛子龍. 應(yīng)用化工. 2017(03)
[6]污水處理過(guò)程中曝氣方式對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物排放量影響研究[J]. 王磊磊,何成達(dá),鄢一新,吳軍. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[7]城市生活污水處理的生物建模與控制策略研究[J]. 鄧新莉,劉珊. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2016(07)
[8]基于雙曲正切函數(shù)的二階時(shí)變參數(shù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器[J]. 于洪國(guó),康忠健,陳瑤. 控制理論與應(yīng)用. 2016(04)
[9]線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器及其高階形式的性能分析[J]. 邵星靈,王宏倫. 控制與決策. 2015(05)
[10]我國(guó)水污染現(xiàn)狀[J]. 許嘉寧,陳燕. 廣東化工. 2014(03)
博士論文
[1]非線性自抗擾控制的收斂性[D]. 趙志良.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于ASM1活性污泥污水處理過(guò)程的建模與控制問(wèn)題研究[D]. 李春陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]倒立擺的模糊控制及變結(jié)構(gòu)控制研究[D]. 殷濤.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]循環(huán)活性污泥污水處理法的曝氣控制研究[D]. 王志鵬.東北大學(xué) 2013
[4]基于自抗擾控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)速度控制研究[D]. 崔曉光.山東大學(xué) 2013
[5]模糊控制理論在活性污泥系統(tǒng)中的應(yīng)用與優(yōu)化[D]. 張博.華中科技大學(xué) 2012
[6]基于模糊自抗擾控制的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究[D]. 匡江傳.湖南大學(xué) 2012
[7]基于BSM1的污水生物脫氮系統(tǒng)的控制策略的研究[D]. 趙瑞.遼寧科技大學(xué) 2012
[8]模糊控制在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[D]. 閆媛媛.蘭州理工大學(xué) 2011
[9]PID控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究[D]. 何芝強(qiáng).浙江大學(xué) 2005
本文編號(hào):3192381
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