活性污泥法污水处理工艺流程模糊故障诊断专家系统的研究

【摘要】： 活性污泥法是目前城市污水处理领域中应用最为广泛的技术之一。由于许多活性污泥法工艺过程存在污泥膨胀、污泥解体、污泥腐化、污泥上浮、泡沫等运行问题,使得出水水质恶化,处理能力降低,甚至导致工艺过程失败。论文将专家系统理论应用于活性污泥法工艺流程,建立了一个基于规则的模糊故障诊断专家系统,当污水处理工艺流程发生故障时,该系统能够根据故障征兆信息判断故障的类型和引起故障的原因,并给出处理措施。 论文通过对活性污泥法工艺流程的故障现象和运行参数的分析,结合活性污泥法工艺流程故障诊断的特点,采用产生式规则表示知识,建立了模糊知识库;对于活性污泥法工艺流程中的不确定性问题,采用基于CLIPS的不确定推理方法从模糊知识库中寻找与之相匹配的规则,并进行模糊推理,得到诊断结果后再经过去模糊化还原,实现了活性污泥法污水处理工艺流程故障的智能化诊断。 论文在Windows XP平台和Microsoft Access 2003数据库环境下,采用图形用户界面开发工具Visual Basic 6.0和专家系统开发工具CLIPS混合编程的方式,开发了活性污泥法污水处理工艺流程模糊故障诊断专家系统。该专家系统采用模块化的设计方法,实现了知识库与推理机的分离。通过模拟测试表明,系统具有较高的诊断性能,而且易于使用,维护方便,为智能故障诊断技术在污水处理领域的进一步研究与应用,提供了一种可行的思路。 【关键词】：污水处理 活性污泥法 专家系统 智能故障诊断
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 课题的研究背景7-8
• 1.2 污水处理工艺流程故障诊断专家系统的研究现状8-12
• 1.2.1 故障诊断技术简介8-10
• 1.2.2 污水处理工艺流程故障诊断专家系统的研究现状10-12
• 1.2.3 模糊故障诊断专家系统的应用12
• 1.3 课题研究的目的、内容和意义12-14
• 1.3.1 课题研究的目的和内容12-13
• 1.3.2 课题研究的意义13-14
• 2 专家系统概述14-27
• 2.1 专家系统的定义和特点14
• 2.2 专家系统的结构14-17
• 2.3 专家系统的知识获取17-18
• 2.4 专家系统的知识表示18-20
• 2.5 专家系统的推理与控制策略20-24
• 2.5.1 推理的定义和方法20-21
• 2.5.2 推理控制策略21-24
• 2.6 专家系统的解释机制24-25
• 2.7 专家系统的设计和开发25-27
• 3 活性污泥法污水处理工艺流程模糊故障诊断专家系统的研究与开发27-53
• 3.1 活性污泥法污水处理工艺流程简介27-28
• 3.2 活性污泥法污水处理工艺流程模糊故障诊断专家系统的结构与组成28
• 3.3 活性污泥法污水处理工艺流程模糊故障诊断专家系统的知识处理28-47
• 3.3.1 知识获取29-33
• 3.3.2 知识表示33-42
• 3.3.3 数据库设计42-47
• 3.4 活性污泥法污水处理工艺流程模糊故障诊断专家系统的推理机制47-53
• 3.4.1 基于CLIPS 的不确定推理47-49
• 3.4.2 模糊推理技术49-50
• 3.4.3 本系统的推理流程50-53
• 4 活性污泥法污水处理工艺流程故障诊断专家系统的实现与测试53-64
• 4.1 系统开发工具的选择53-55
• 4.2 CLIPS 概述55-57
• 4.2.1 CLIPS 的推理流程55-56
• 4.2.2 CLIPS 的模式匹配算法56-57
• 4.3 系统接口的设计57-59
• 4.4 本系统的人机界面59-61
• 4.5 本系统的模拟测试61-64
• 5 结论与展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 附录70

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