基于优化算法模糊控制在废水净化过程的研究

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1、学位论文数据集中图分类号TP273学科分类号510．80lO论文编号1001020130842密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名张宏伟学号2010000842获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码081101课题来源自选项目研究方向模糊控制的优化论文题目基于优化算法的模糊控制在废水净化过程的研究关键词污水处理，厌氧消化，变论域模糊控制，遗传算法，差分进化算法论文答辩日期2013年5月23日·论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师李大字教授北京化工大学人工智能及先进控制评阅人1邱宪波教授

2、北京化工大学生物医疗与诊断评阅人2张金会副教授北京化工大学网络化控制评阅人3评阅人4评阕人5徽员会捕李宏光教授北京化工大学工业过程智能控制答辩委员1邱宪波教授北京化工大学生物医疗与诊断答辩委员2张金会副教授北京化工大学网络化控制答辩委员3夏涛副教授北京化工大学计算机仿真系统答辩委员4沈栋副教授北京化工大学迭代学习控制答辩委员5注：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在((中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘

3、要基于优化算法的模糊控制在废水净化过程的研究随着社会经济的发展及工业化进程的提高，致使水污染严重，环境污染日趋严重，同时，对水的需求却日渐增加，对污水处理的标准也越来越高，迫切需要高效的污水处理技术来控制及减少污水，而厌氧消化工艺是一种非常有效的生物降解方法，具有低能耗、污泥产量低、占地面积小和产生的气体可以作为能源使用等优点，因此，对于污水处理工业是一项非常有发展潜力的技术。厌氧消化过程存在不稳定性、时变性及滞后性等特点，造成其机理复杂，增加其分析研究难度，其中很多参数又难以确定，诸多因素造成了其数学模型存在很大的误差。所以，选用经典控制或者现代控制策略对被控

4、系统进行控制调节时，其控制效果往往差强人意。当遇到这类系统时，智能控制中的模糊控制在不需要精确的数学模型的前提下就可以达到很好的控制效果，成为当前控制领域内的一个研究热点。本文对污水处理过程的研究进展和实际应用做了总结，对曝气过程的溶解氧控制模型及厌氧消化模型(Barth-Hill非线性模型)来研究废水处理过程，并对此过程进行了模糊控制的相关研究，包括对曝气过程溶解氧的增量式模糊控制和厌氧消化过程的仿真、常规PID控制、模糊逻辑控制及模糊逻辑控制的优化。在模糊逻辑控制中，分别讨论了简单模糊逻辑控制，变论域模糊控制，基于遗传算法的变论域T模糊控制及基于差分进化算法

5、的动态目标权重讨论的变论域模糊控制。并通过Barth—Hill非线性模型进行了仿真研究，结果表明，以上的控制策略在污水处理过程中是切实可行的，取得了令人满意的控制效果。关键词：污水处理，厌氧消化，变论域模糊控制，遗传算法，差分进化算法ABSTRACTFUZZYCONTRoLFoRSEWAGETREATMENTPRoCESSBASEDoNoPTIMIZATIoNALGoRITHMWiththedevelopmentofthesocialandtheeconomicandtheimprovementoftheindustrialization，thewaterpol

6、lutionisgettingmoreandmoreserious，whiletheenvironmentalpollutionhasbeeneverworsethanbefore．atthesametime，inwakeofthedemandforwaterisincreasing，thewaterqualitystandardhasbeenraisedcontinuously．Soitisnecessarytocontrolandreducesewagedischargebyefficienttechnology．Theanaerobicdigestionp

7、rocessisaveryeffectivebiodegradablemethod，withthefeaturesoflowpowerconsumption，lowsludgeproduction，smallfootprintwiththeresultinggasastheenergysource，Therefore，tothesewagetreatmentindustry,itisaverytechnologywithdevelopmentandpotential．Theanaerobicdigestionprocesshasfeaturesofinstabi

8、lity,time—va