基于污泥龄的模糊神经网络控制器的设计.pdf

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1、第10期机械设计与制造2010年10月MachineryDesign&Manufacture15文章编号：1001—3997(2010)10—0015—03基于污泥龄的模糊神经网络控制器的设计术包枫赵鹤呜(’苏州市职业大学机电系，苏州215000)(苏州大学电子信息学院，苏州215000)DesignandsimulationoffuzzyneuralnetworkcontrollersbasedonsludgeageBAOFeng，ZHAOHe—ming(Dept．ofMechanicandElectronicEngineering，SuzhouVocationalUniversi

2、ty，Suzhou215104，China)(Dept．ofElectronicInformation，SoochowUniversity，Suzhou215104，China)，”●⋯‘⋯。⋯‘÷【摘要】对完全混合式活性污泥法进行了污泥龄的模糊神经网络控制，设计了5层模糊神经网络控÷；制器。用MATLAB编程进行数字仿真实验，结果表明该控制器可使污泥具有良好的去污能力和沉淀性能；；：良好的自适应性和鲁棒『生；可使出水符合国家一级A标准。：关键词：污泥龄；完全混合式活性污泥法；模糊神经网络；智能控制÷【Abstract】Byapplyingfuzz>,neuralnetworkthe

3、oryintothecompletemixedsludgeactivating÷；method，a5-layerneuroJnetworkcontrollerwasdesigned．AftersimulatingthemodefMATLAB，resuhs；：showedthatthecontrollermakethesludgehavebetterdecontaminationcapobility，edimentationproperties，：?self-adaptivetyandgoodrobustness，whichenabletheoutputwatermeetthenati

4、onalAlevelstandard．÷Keywords：Sludgeage；CMAS；Fuzzyneuralnetwork；Intelligentcontrol÷；⋯·⋯●⋯．●⋯．中图分类号：TH16，TP273+．4文献标识码：A完全混合式活性污泥法是利用污泥中微生物的生命活动来式中：S一曝气池中的底物浓度(mgBOD5／L)；Si一进水底物浓清除污水中污染物质的一种有效方法。污水处理过程具有多变度(mgBOD5／L)；一活性污泥混合液的悬浮固体浓度(mg量、非线性、强耦合、大滞后和不确定性等特点，为保证处理过程MLSS／L)；X一进水中含有的活性污泥浓度(mgMLSS／L)；

5、运行良好和提高出水质量，开发和研究新型的控制策略，已经成Q一进水流量(Uh)；Q一回流污泥量(IAI)；Q一排出污为污水控制工程领域的重要课题。泥量0Jh)；V一曝气池容积(L)；C一回流污泥的压缩系数1控制量的确定(2)；五一微生物生长系数(0．2／h)；Kd一自衰减系数污泥龄(sludgeage)又称生物固体停留时间(biologicalsolid(0．0025／h)；Ks一半速度常数，也称饱和常数(90mgBOD5／L)；Y一理论合成系数(mgMLSS／mgBOD5)；Yobs一观测retentiontime，BSRT)、细胞平均停留时间(meancellretention合成

6、系数(mgMLSS／mgBOD5)。以上单位中，MISS一混合time，MCRT)。在实际运行中，控制污泥负荷比较困难，需要测定有机物量和污泥量，而采用泥龄作为运转控制参数，则只需调节液悬浮固体物质(MixedLiquiorSuspendedSolids)。若忽略每日的排泥量，控制更加方便llj。二沉池出水中夹带的活性污泥的浓度，则表观产率系数计污泥龄由下式计算：‘1)算如下：Y=．(3)式中：^-污泥龄；Q一入流污水量；一剩余污泥排放量；一3模糊神经网络控制器的设计曝气池混合液MLSS浓度；口_一排放污泥浓度；一二沉池3．1控制器结构设计出水悬浮物浓度；一曝气池有效容积。本文的控制

7、器设计在(SBR法污水处理系统中智能控制技因此，通过控制剩余污泥排放量来保持曝气池中活性污泥术及PLC实现》日一文中4层模糊神经网络控制的基础上加入了浓度，以获得足够长的污泥龄和总污泥量。一个规范化层。其具体结构，如图1所示。2被控对象的数学模型根据物料平衡原理，假定微生物为非自养型微生物(异养菌)，且生长率大于死亡率并满足Monod方程，根据<{SBR法污水处理系统中智能控制技术及PLC实现所描述的微生物机理，得到活性污泥污水处理系统的状态方程为：=QS