污水处理中溶解氧模糊控制的研究

【摘要】： 本文介绍了污水处理控制系统的国内外发展状况；论证了模糊控制系统的实用性；针对污水处理中溶解氧的变化无规律可循的特征，设计了一套以溶解氧浓度为控制对象的模糊控制系统。 整个控制系统由模糊控制器、鼓风曝气系统、变频调速装置和溶解氧测试仪组成。所设计的模糊控制器是一个以AT89C51单片机为核心，引入积分环节的二维模糊控制器。用MATLAB软件离线生成了在控制中起重要作用的模糊控制表；通过对模糊控制器的软硬件的设计、调试和仿真，得到了预期的效果；并对影响其性能的量化因子进行了理论分析。 溶解氧模糊控制系统为污水处理的溶解氧浓度的自动控制提供了一条切实可行的途径。它不仅解决了污水处理中溶解氧浓度数学模型难确立的问题，而且能够克服一般的二维模糊控制器仅有较好的动态特性，而无法消除静态误差的缺陷。 【关键词】：溶解氧 污水处理 模糊控制器 单片机 MATLAB软件
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TP273.4
【目录】：

• 第一章 绪论13-18
• 1.1 污水处理控制系统的国内外发展概况13-14
• 1.2 模糊控制的特点及其在国内外的应用状况14-15
• 1.3 模糊控制方法在污水处理中的应用15-16
• 1.4 课题的来源、目的及课题所研究的主要内容16-17
• 1.5 课题的意义17-18
• 第二章 模糊控制器的理论分析18-29
• 2.1 模糊控制系统18-19
• 2.2 模糊控制器的控制原理与设计19-29
• 2.2.1 确定模糊控制的输入变量和输出变量20-21
• 2.2.2 确定量的模糊化21-25
• 2.2.3 模糊控制器的控制规则25-28
• 2.2.4 输出信息的模糊判决28-29
• 第三章 污水处理实验系统29-31
• 3.1 典型污水处理系统的结构29
• 3.2 污水处理实验系统的组成29-31
• 第四章 溶解氧模糊控制系统的设计31-39
• 4.1 被控制量的确定及其特性分析31-32
• 4.2 DO模糊控制系统的建立32-39
• 第五章 溶解氧模糊控制器的硬件设计39-47
• 5.1 模糊控制器的总体结构39
• 5.2 硬件设计39-47
• 5.2.1 单片机的选用39-40
• 5.2.2 传感器的选择40
• 5.2.3 电流/电压变换40-41
• 5.2.4 A/D转换器41-43
• 5.2.5 D/A转换器43-44
• 5.2.6 键盘显示接口44-45
• 5.2.7 和PC机的串行通信45-47
• 第六章 溶解氧模糊控制器的软件设计47-64
• 6.1 溶解氧模糊控制器的控制特征47-48
• 6.2 模糊控制器的设计48-57
• 6.2.1 精确量的模糊化48-50
• 6.2.2 确定模糊控制规则并应用模糊推理合成计算出控制表50-57
• 6.3 系统软件程序设计57-63
• 6.3.1 控制系统的初始化59
• 6.3.2 A/D转换程序59
• 6.3.3 模糊化程序59-61
• 6.3.4 控制程序61
• 6.3.5 反模糊化程序61
• 6.3.6 输出子程序61
• 6.3.7 键盘显示程序61
• 6.3.8 与PC机的串行通信程序61-63
• 6.4 系统控制程序63-64
• 第七章 溶解氧模糊控制系统特性分析与仿真64-69
• 7.1 溶解氧模糊控制系统的动静态分析64-66
• 7.2 软硬件电路的仿真66-69
• 第八章 结论69-71
• 参考文献71-75
• 附录75-81

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