專家控制技術(shù)在制漿中段廢水好氧處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文是以山東中茂圣源紙業(yè)有限公司制漿中段廢水處理過(guò)程DCS項(xiàng)目為應(yīng)用背景，就曝氣池溶解氧（Dissolved oxygen，DO）控制展開理論和應(yīng)用研究的。制漿中段廢水屬于中等濃度偏上、可生化性較差的有機(jī)工業(yè)廢水，污染十分嚴(yán)重，需進(jìn)行有效處理后才能達(dá)標(biāo)排放。本文針對(duì)制漿中段廢水好氧處理過(guò)程存在嚴(yán)重非線性、大時(shí)滯等控制難點(diǎn)，提出了一套適合好氧處理過(guò)程的曝氣池DO專家控制方案，并基于S7-400PLC平臺(tái)完成了控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。實(shí)際應(yīng)用效果表

2、明本文提出的控制策略是有效的。本文主要貢獻(xiàn)是：
　　 1）曝氣池活性污泥系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
　　 在前人研究的基礎(chǔ)上，建立以DO值為被控制量，曝氣量為控制量的曝氣池活性污泥生物處理過(guò)程的變參數(shù)有界數(shù)學(xué)模型。對(duì)該模型進(jìn)行穩(wěn)定性、可控性和可觀測(cè)性分析，進(jìn)行狀態(tài)反饋控制設(shè)計(jì)以改善模型的性能。
　　 2）專家控制策略的研究
　　 針對(duì)曝氣池DO控制的復(fù)雜性，提出了將前饋專家控制、PID控制、反饋專家控制算法結(jié)合起

3、來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換的專家控制方案。該方案的最大特點(diǎn)是模擬了人類在控制大滯后對(duì)象時(shí)的基本思路，通過(guò)采用軟開關(guān)自動(dòng)切換專家控制器以適應(yīng)DO過(guò)程的非線性與時(shí)變性。系統(tǒng)誤差不大時(shí)，采用前饋專家控制器和PID控制策略進(jìn)行細(xì)調(diào)；系統(tǒng)誤差過(guò)大時(shí)，采用反饋專家控制器進(jìn)行粗調(diào)，使系統(tǒng)加快向穩(wěn)態(tài)方向靠近。其對(duì)應(yīng)的專家規(guī)則是在歸納了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的有效經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊思想把這些經(jīng)驗(yàn)以專家規(guī)則的形式表述出來(lái)。在此基礎(chǔ)上以建立的模型為對(duì)象，在Matlab下進(jìn)行

4、仿真，將DO值調(diào)節(jié)系統(tǒng)在PID控制回路，與在以前饋專家控制、PID控制、專家反饋控制算法結(jié)合的控制回路下的仿真效果進(jìn)行對(duì)比，針對(duì)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)地分析。
　　 3）控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
　　 新的控制方案結(jié)合西門子PLC平臺(tái)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，并在山東中茂圣源紙漿有限公司制漿中段廢水處理項(xiàng)目中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，運(yùn)行結(jié)果證明本論文提出的DO新算法是切實(shí)可行的，系統(tǒng)控制性能良好，滿足現(xiàn)場(chǎng)控制要求，提高了DO值控制效果，在實(shí)際應(yīng)用中有廣泛的推廣價(jià)