模糊-PID控制在污水处理厂液位控制中的研究及应用

【摘要】：随着水环境问题的日益凸显，我国加大了处理污水的力度，经过多年的发展，污水处理行业得到了快速地发展。然而在污水处理过程中，原先的研究大多关注于内部工艺运行参数对处理能力的影响，而忽略了如液位等外部参数的重要性。由于液位参数具有时变性、非线性等特点，能精确地对液位进行控制对保护电机和降低能耗具有较大的现实意义。 本文对于液位控制的研究针对AAO工艺，介绍了AAO工艺的原理和工艺特点，分析了AAO工艺的影响因素，特别是液位参数的影响。同时本文的研究是建立在单水箱模型的基础上，并以此建立数学模型，提出了传统的PID控制与模糊控制结合，以求实现对AAO工艺液位系统的自动控制，以提高污水处理效率，降低污水处理的冲击负荷，确保污水处理工艺平稳运行。 本文深入分析了AAO工艺中液位系统的参数特征，利用MATLAB软件设计了PID、模糊、模糊-PID控制器，并对三种控制器进行仿真和比较，由此确定了系统采用模糊-PID控制的控制策略。 最后本文将模糊-PID控制策略应用于宁波江东北区处理厂液位控制系统，通过对运行过程中液位控制参数的变化趋势的分析，验证了模糊-PID控制策略的有效性和合理性。 【关键词】：液位控制 MATLAB 模糊-PID控制 AAO工艺 污水处理
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的提出10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本文的主要内容与创新点14-16
• 1.3.1 本文的研究内容14-15
• 1.3.2 本文的创新点15-16
• 第2章 污水处理 AAO 工艺16-22
• 2.1 我国污水处理的一般工艺16-17
• 2.2 AAO 生物脱氮除磷工艺基本方法和原理17-20
• 2.2.1 AAO 工艺的应用背景及发展史17-18
• 2.2.2 AAO 工艺的原理18-19
• 2.2.3 AAO 工艺特点19-20
• 2.3 AAO 工艺的影响因素20-21
• 2.3.1 AAO 工艺的常规影响因素20-21
• 2.3.2 液位参数对于 AAO 工艺的影响21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 液位控制系统建模及控制策略的确定22-46
• 3.1 液位数学模型的建立22-25
• 3.1.1 被控对象模型的分析22-23
• 3.1.2 被控对象模型的建立23-25
• 3.2 MATLAB 及 Simulink 仿真软件的介绍25-27
• 3.2.1 MATLAB25-26
• 3.2.2 Simulink26-27
• 3.3 液位控制系统策略的选择27-44
• 3.3.1 PID 控制28-33
• 3.3.2 模糊控制33-39
• 3.3.3 模糊-PID 控制39-44
• 3.4 液位控制系统策略的确定44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 液位控制系统的应用实例及分析46-60
• 4.1 液位控制系统的应用背景46-47
• 4.1.1 宁波市江东北区污水处理厂简介46
• 4.1.2 宁波市江东北区污水处理厂二期 AAO 工艺46-47
• 4.2 液位控制系统的组成47-51
• 4.3 液位控制系统的实现51-55
• 4.4 液位控制系统的应用效果55-59
• 4.4.1 液位控制在进水量调节中的效果55-58
• 4.4.2 液位控制在节能减排中的效果58-59
• 4.4.3 液位控制的其它效果59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 结论与展望60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

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