自校正模糊史密斯控制器在AICS污水处理系统中的应用

【摘要】： 随着我国经济的发展和工业化、城镇化进程的加快,水污染加剧已见端倪,成为我国社会可持续发展的瓶颈,因此改善水环境被污染的状况,加大水污染治理力度,任重而道远。AICS(交替式内循环活性污泥)工艺是一种比较先进的污水处理工艺,但AICS工艺运行模式较为复杂,对自动控制系统的要求较高,因此对AICS污水处理工艺的控制问题的研究具有非常重要的意义。 曝气池中的溶解氧(DO)浓度作为衡量水质的综合指标,不仅能够准确反映水体受有机物污染的程度,而且直接反映鼓风机鼓入空气量的大小。由于曝气过程呈现严重非线性、时变、滞后等特点,对其进行有效的控制具有一定难度。 本文以日照市第一污水处理厂的控制系统作为研究背景,在对污水处理曝气过程的DO浓度控制进行理论分析的基础上,建立曝气过程模型,并将模糊自适应PID控制与史密斯预估控制结合起来,设计了一种自校正模糊史密斯控制器,从而更好地适应被控对象的特点,使曝气过程达到最优状态。DO自校正模糊史密斯控制器以西门子S7-300 PLC为核心,整个控制系统主要包含PLC、变频器、鼓风机、DO检测仪。系统实现了对现场DO的数据采集、自校正模糊史密斯控制算法以及上位机监控等功能。 仿真结果和实际应用表明,采用自校正模糊史密斯控制器后,控制系统的超调量减小,具有较强的稳定性和抗干扰性,是一种较为理想的智能控制性控制方案。利用自校正模糊史密斯控制算法对变频器进行控制后,污水处理曝气过程运行效果良好,具有显著的节能效果,减少鼓风机的磨损,延长使用寿命,显著提高了企业的经济效益与社会效益。 【关键词】：交替式内循环活性污泥(AICS) 溶解氧(DO) 自校正模糊史密斯 西门子PLC WinCC
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP273.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题背景及研究意义7-8
• 1.2 国内外污水处理工艺及自动控制系统研究现状8-9
• 1.3 本文所作的主要工作9-10
• 1.4 本文的组织结构10-11
• 第二章 污水处理工艺及SIMATIC简介11-22
• 2.1 污水处理基本知识11-16
• 2.1.1 污水处理方法11
• 2.1.2 污水的常规处理工艺11-12
• 2.1.3 主要水质指标12-13
• 2.1.4 AICS工艺13-15
• 2.1.5 日照市第一污水处理厂工艺15-16
• 2.1.6 溶解氧(DO)在AICS工艺中的作用16
• 2.2 可编程控制器16-19
• 2.2.1 PLC的特点与应用领域16-18
• 2.2.2 SIMATIC S7-300 PLC简介18-19
• 2.3 上位机组态软件19-22
• 2.3.1 组态软件的选择19-20
• 2.3.2 WinCC简介20-22
• 第三章 自校正模糊史密斯控制器设计22-36
• 3.1 AICS池系统控制分析22
• 3.2 被控对象模型分析22-26
• 3.2.1 生化过程模型分析23-25
• 3.2.2 曝气仿真模型分析25-26
• 3.3 控制策略选择26-30
• 3.4 MATLAB仿真分析及控制策略比较30-36
• 第四章 基于自校正模糊史密斯控制器的AICS污水处理系统设计与实现36-55
• 4.1 系统结构36
• 4.2 系统相关硬件及仪表36-40
• 4.2.1 鼓风机36-37
• 4.2.2 溶解氧测定仪37-38
• 4.2.3 电磁流量计38-39
• 4.2.4 pH计39-40
• 4.2.5 变频器40
• 4.3 系统硬件组态40-43
• 4.3.1 STEP7编程软件介绍40-41
• 4.3.2 SIMATIC S7-300从站的硬件组态41-42
• 4.3.3 SIMATIC S7-300主站的硬件组态42-43
• 4.4 溶解氧控制算法的实现43-51
• 4.4.1 S7-SCL编程语言介绍43-44
• 4.4.2 控制算法44-51
• 4.5 WinCC上位机的组态51-54
• 4.5.1 监控系统的结构51-52
• 4.5.2 监控系统的设计实现52-54
• 4.6 结论54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 工作总结55
• 5.2 展望55-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 附录61-64

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

变参数活性污泥系统溶解氧的模糊神经网络控制    胡玉玲,乔俊飞

交替式内循环活性污泥工艺的应用    崔志峰,王凯军,贾立敏,宋英豪

变参数活性污泥系统的最优鲁棒控制法    冯裕钊,龙腾锐,郭劲松,庞煜

大时滞系统自适应模糊Smith控制    张平;苑明哲;王宏;

我国污水处理事业的现状和发展趋势    田文龙;刘瑶环;

酚醛树脂生产的微机自动控制系统    夏业启,于中

重庆地区混凝土构件碳化规律的神经网络描述    刘兴远,郭伟,林文修,杜文龙,易珂

神经网络在非线性系统参数辨识中应用    丁晓贵

一种CMAC神经网络的直接地址映射    路子贇

大时滞控制系统的控制策略分析    孙秀桂;陆绮荣;赵政春;

混合PID的设计及仿真研究    杨凤山,李颖宏,李正熙

西门子PROFIBUS-DP网络通讯初探    盛欣;张玮;

人工神经网络在运动控制中的应用    张东亮,艾兴,张承瑞,许传俊

催化裂化过程建模与稳态优化控制    冯明琴,孙政顺

基于双模糊控制器的舰炮随动系统跟踪策略研究    周连佺,王小椿

直接转矩控制系统智能开关状态选择器的应用与发展    叶萍;韩如成;

基于Elman神经网络的城市污水处理水质参数软测量    杨马英;周芳芹;李军;

直升机实验模型的仿真研究    胡林静;任小艺;

基于混合Elman动态神经网络的非线性实时自适应逆控制    卢志刚;冀尔康;李伟;周凌;吴士昌;

污水处理出水水质软测量虚拟仪器的设计及实现    王莉;罗海;

基于BP网络的电网功率传输能力的计算方法    李国庆;于娜;

直接转矩控制系统智能开关状态选择器的应用与发展    叶萍;韩如成;

TCIPC的模糊自适应PID控制    李娟;于学均;

微生物发酵过程的温度控制    修志龙;邵惠鹤;

T-S模糊神经网络应用于变参数系统的控制研究    胡玉玲;曹建国;

通信信号调制识别研究    吕铁军

数据仓库的设计与实现    陈燕

结构振动智能控制的人工神经网络与模糊逻辑方法研究    阎石

高分辨力空间摄影相机像移补偿控制技术研究    李兴华

大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究    熊木地

软岩巷道变形与压力分析控制及预测    王永岩

汽车—驾驶员—环境闭环系统操纵稳定性虚拟试验技术的研究    尹念东

变压器仿真与保护新算法的研究    李贵存

智能旋翼的振动控制研究    李春明

大物流工程项目类制造系统及其资源优化配置技术的研究    刘颖

烧结生产过程配料称量与湿度控制系统的设计与应用研究    张昌平

基于统计回归的污水处理出水水质的软测量研究    穆秀春

1200热连轧地下卷取机张力、速度控制系统的研究    常玲芳

基于遗传算法设计模糊RBF神经网络控制器    高建英

RBF网的改进及其应用    陈庆旭

基于神经网络的系统辨识方法研究    杨明辉

模糊神经网络的应用与研究    曾珞亚

电力系统短期负荷预测的研究    周勇

pH过程模型建立研究与系统设计    魏列江

加热炉炉温预测模型及软件组件技术研究    张光辉

基于PLC直接查表方式实现的模糊控制器研究    李敬兆,张崇巍

模糊预估PID控制及其应用    雎刚,陈绍炳,徐治皋

模糊PID控制器在火电厂主汽温控制中的应用    林梅金,罗飞,李如雄

纯滞后系统控制算法的研究    王志开

大时滞系统模糊自整定Smith预估补偿控制方案的研究    韩如成,李霄峰,王亚慧

以溶解氧浓度作为SBR法模糊控制参数    曾薇,彭永臻,王淑莹,高景峰,李探微

间歇曝气活性污泥系统神经网络水质模型    郭劲松,龙腾锐,高旭,黄天寅

变参数活性污泥系统的最优鲁棒控制法    冯裕钊,龙腾锐,郭劲松,庞煜

污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径    林荣忱,李金河,林文波

时变滞后系统的一种自补偿模糊控制    于标

变频器在污水处理系统中的应用    彭增良;

基于SIMATIC NET工业以太网污水处理厂监控系统设计    刘辉;汪侠;

基于PLC及WinCC的控制系统在化工污水处理中的应用    罗向阳;

变频器在污水处理过程中的应用    李岩;赵亚威;段洪玲;李岩;吴海波;

污水处理系统的PLC控制    赵豫龙;李英辉;曲昀卿;

基于ZIGBEE的污水处理厂自动监控系统设计与实现    袁艳霞;

污水处理控制系统的设计与研制    蔡锦达;赵国初;宋韫峥;高真;

利用MODBUS实现永宏PLC控制多台变频器系统的设计    陈火文;

智能控制在污水处理中的应用    李林;丁轶成;

模糊控制在工业污水处理过程中的应用    陈金红;白瑞祥;

前言    

氧化沟污水处理技术及其在工程中的应用    张晓琳;

城市污水处理运行管理的思考    周鹏飞;

简易污水处理系统在建井期间的应用    孙银河;

中小城镇污水处理新技术    刘方;王幸锐;

斜板沉淀技术在转炉污水处理中的应用    徐飞;郑志胜;赵巧娥;

浅谈人工湿地污水处理技术及工艺设计    霍贞;

模糊控制在污水处理中的应用    马立;李小坚;

船舶生活污水的处理    卓诚裕;

具有远程视频监控的污水处理电控系统的研制    陈荣保;常辉;吴峰;周元祥;钱立友;

西南铝锻造厂污水处理系统改造效益显著    记者 彭英

小区新型污水处理系统通过论证    马华

中国将投900亿建设污水处理系统    记者 陆昀

南京启动城北污水处理系统工程    汪滢

来自身边的创意    陈丹

亚洲浆纸花重金升级污水处理系统    记者 罗佳旻　通讯员 胡维维

才村码头:世界最先进的环保技术集合    许茹芸 刘丹萍

一个“新”字激活生态创建    本报记者 周晗

造粒沉降悬浮物污水处理系统    蔡祖光

污水摇身变景观    

基于清洁生产理念的污水处理系统节能降耗支撑技术研究    王佳伟

基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究    叶洪涛

典型抗生素和抗药性基因在污水处理系统中的归趋及迁移分布规律    高品

新型聚乙烯醇载体的设计、制备及其固定化污水处理系统的构筑研究    白雪

城市污水处理厂中氨氧化菌及细菌群落结构与功能研究    王晓慧

人工湿地污水处理系统N_2O的释放与相关微生物研究    吴娟

城市污水厂污泥水处理及生物添加强化脱氮中试研究    万琼

不同生态因子下LMBR处理制药废水运行效能及数学模型    白羽

城市污水处理厂曝气节能方法与技术    杨岸明

碱性磷酸酶在点面污染源磷形态转化中的作用研究    谢春生

自校正模糊史密斯控制器在AICS污水处理系统中的应用    常丽媛

淀粉行业污水处理系统设计及控制策略的研究    王煊良

临港产业区污水处理系统规划布局研究    刘宝忠

碳酸饮料生产企业污水处理系统技术改造    蒋振明

上海郊区农村生活污水处理系统的成效评估及适应性管理研究    钟春节

公路服务区自然式污水处理系统中基质配比研究    周燕华

污水处理系统中抗生素抗性基因污染研究    张明美

污水处理系统温室气体排放量化评价及减排研究    李静

化工厂污水处理控制系统的改造与实现    李延娜

无锡新区污水处理系统与环境影响研究    黄海清