城市污水處理過程控制是保證出水水質(zhì)達標、提高處理效率的重要手段,其基本思想是:通過及時獲取運行過程數(shù)據(jù),利用控制方法對風機、回流泵、加藥泵等進行調(diào)節(jié),達到期望的運行效果。然而,由于城市處理包含物理處理、生物處理和化學處理等過程,其過程控制面臨巨大的挑戰(zhàn),主要體現(xiàn)在:1)影響城市污水處理過程狀態(tài)的因素眾多且相互影響,城市污水處理過程機理異常復雜,缺少精確的機理模型。2)城市污水處理過程變量難以實時檢測,尤其是關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)總磷(TP)、氨氮(NH₄-N)等無法在線檢測,缺少足夠的運行狀態(tài)信息。3)城市污水處理過程入水只能被動接受,入水流量、成份、污染物種類、有機物濃度等波動較大,是一個典型的多干擾非線性動態(tài)系統(tǒng),且始終運行于非平穩(wěn)狀態(tài)。因此,如何精確識別城市污水處理過程狀態(tài),利用有效的過程控制方法實現(xiàn)過程變量的穩(wěn)定精準控制,仍然是當前城市污水處理過程控制研究的熱點和難點。針對上述城市污水處理過程控制面臨的挑戰(zhàn),論文以城市污水處理出水水質(zhì)穩(wěn)定達標為目標,基于城市污水處理過程工藝和原理,解析過程生化反應(yīng)機理,提取城市污水處理過程難在線檢測的水質(zhì)參數(shù),建立了關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)的智...

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究及研究意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
        1.1.3 課題來源
    1.2 城市污水處理過程控制研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于機理模型的城市污水處理過程控制研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于數(shù)據(jù)的城市污水處理控制研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作
    1.4 論文內(nèi)容安排
第2章 城市污水處理過程控制要素分析
    2.1 引言
    2.2 城市污水處理過程概述
        2.2.1 城市污水處理過程機理分析
        2.2.2 城市污水處理過程影響因素分析
    2.3 城市污水處理過程控制架構(gòu)
        2.3.1 城市污水處理過程控制關(guān)鍵組成
        2.3.2 城市污水處理過程控制主要流程
    2.4 城市污水處理過程變量檢測
        2.4.1 城市污水處理過程關(guān)鍵水質(zhì)變量檢測
        2.4.2 城市污水處理過程狀態(tài)識別
    2.5 城市污水處理過程典型過程控制
        2.5.1 城市污水處理典型過程分析
        2.5.2 城市污水處理過程控制目標分析
        2.5.3 城市污水處理過程控制器設(shè)計原則
        2.5.4 城市污水處理過程控制關(guān)鍵點分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 城市污水處理過程關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)檢測
    3.1 引言
    3.2 城市污水處理過程關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)特征變量分析
        3.2.1 城市污水處理過程關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)相關(guān)變量
        3.2.2 城市污水處理過程關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)特征變量選取
    3.3 自組織模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        3.3.2 結(jié)構(gòu)自組織優(yōu)化算法
    3.4 基于自組織模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)特征模型設(shè)計
        3.4.1 關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)特征模型結(jié)構(gòu)
        3.4.2 關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)檢測主要流程
        3.4.3 模型特性分析
    3.5 實驗分析
        3.5.1 出水NH4-N濃度在線檢測
        3.5.2 出水TP濃度在線檢測
    3.6 本章小結(jié)
第4章 城市污水處理過程魯棒滑�？刂破髟O(shè)計
    4.1 引言
    4.2 城市污水處理過程干擾分析
        4.2.1 城市污水處理過程動態(tài)模型
        4.2.2 外部擾動特征分析
        4.2.3 內(nèi)部擾動特征分析
    4.3 外部魯棒控制器設(shè)計
        4.3.1 滑�？刂谱赃m應(yīng)趨近率
        4.3.2 滑�？刂谱赃m應(yīng)控制增益
        4.3.3 外部魯棒控制率
        4.3.4 外部魯棒控制器特性分析
    4.4 內(nèi)部魯棒控制器設(shè)計
        4.4.1 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部擾動辨識器
        4.4.2 內(nèi)部魯棒控制率
        4.4.3 內(nèi)部魯棒控制器特性分析
    4.5 實驗分析
        4.5.1 典型非線性控制系統(tǒng)仿真實驗
        4.5.2 典型城市污水處理過程控制實驗
        4.5.3 實驗結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 城市污水處理過程單變量自組織滑模控制器設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 城市污水處理過程非線性特征分析
        5.2.1 城市污水處理過程非線性特性描述
        5.2.2 城市污水處理過程典型控制變量描述
    5.3 自組織滑�？刂破髟O(shè)計
        5.3.1 自組織滑�？刂破鹘Y(jié)構(gòu)
        5.3.2 控制器結(jié)構(gòu)自組織算法
        5.3.3 控制器參數(shù)自適應(yīng)率
        5.3.4 自組織滑�？刂扑惴�
    5.4 自組織滑�？刂破魈匦苑治�
    5.5 實驗結(jié)果與分析
        5.5.1 典型非線性控制系統(tǒng)仿真實驗
        5.5.2 典型城市污水處理過程控制驗證實驗
        5.5.3 結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 城市污水處理過程多變量自組織滑�？刂破髟O(shè)計
    6.1 引言
    6.2 城市污水處理過程運行過程分析
        6.2.1 城市污水處理全流程分析
        6.2.2 城市污水處理典型過程分析
    6.3 城市污水處理過程多變量自組織滑�？刂破�
        6.3.1 多變量控制原理
        6.3.2 多變量控制器設(shè)計
        6.3.3 多變量控制器性能分析
    6.4 實驗驗證
        6.4.1 實驗環(huán)境設(shè)置
        6.4.2 恒定設(shè)定值的跟蹤控制
        6.4.3 動態(tài)設(shè)定值的跟蹤控制
        6.4.4 實際城市污水處理廠過程控制驗證實例
    6.5 本章小結(jié)
第7章 城市污水處理過程自組織滑�？刂葡到y(tǒng)設(shè)計
    7.1 引言
    7.2 城市污水處理過程自組織滑�？刂葡到y(tǒng)架構(gòu)
        7.2.1 控制系統(tǒng)需求分析
        7.2.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計
        7.2.3 控制系統(tǒng)功能模塊開發(fā)
    7.3 城市污水處理過程自組織滑�？刂葡到y(tǒng)
        7.3.1 控制系統(tǒng)運行環(huán)境分析
        7.3.2 控制設(shè)備的選擇
        7.3.3 控制系統(tǒng)界面設(shè)計與管理
        7.3.4 控制系統(tǒng)實施操作
    7.4 城市污水處理過程自組織滑�？刂葡到y(tǒng)應(yīng)用驗證
    7.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間的成果
致謝



本文編號：3774190