基于模糊pid控制的sbr污水处理系统

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要随着我国经济的快速发展，环境污染已成为我们不得不面对的问题，在国家提出“两型社会一的背景下，环境治理特别是污水处理更是我们的重中之重。SBR法(间歇式活性污泥法)是一种比较先进的污水处理工艺，实施SBR工艺的关键在于其自动控制系统，但是SBR处理过程比较复杂，仍存在一些未解决的问题，因此对SBR污水处理工艺的控制问题的研究有非常重要的意义。溶解氧(Do)浓度能够反映出水体受到的污染，特别是有机物污染的程度，它是水体污染程度的重要指标，也是衡量水质的综合指标。SBR污水

2、处理中的生化反应过程呈现严重非线性、滞后性以及不确定性等特点，而溶解氧浓度控制又是污水生化处理过程中非常重要的，对其进行有效的控制非常困难。将模糊控制和PID控制两者结合起来，就能更好地适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。采用模糊自适应PD控制系统对环境的适应能力强，在随机的环境中可以在线调整PID控制的参数，在被控对象存在扰动情况下控制系统仍然保持良好的性能。本文在对污水处理DO控制过程进行理论分析的基础上，结合模糊控制的智能性与常规PID控制的可靠性，设计了一种模糊自适应PD控制器，采用模糊推

3、理的方法实现PID参数的在线整定。DO模糊自适应Pm控制器以S7-224CPU为核心，整个控制系统主要包含PLC、溶解氧检测仪、变频器和风机。系统实现了对现场DO的数据采集、模糊自适应PD控制算法、在线自动控制以及与上位机监控中心串行数据通信等功能。仿真结果和实际应用表明，采用自适应模糊PID控制器后，控制系统的响应速度加快，超调量减小，过渡过程时间大大缩短，振荡次数少，具有较强的鲁棒性和良好的稳定性，是一种较为理想的智能性控制方案。利用模糊控制策略对变频器进行控制后，整个系统污水处理效果良好，具有显

4、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：间歇式活性污泥法(SBR)；溶解氧(DO)；模糊PID；PLC第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofeconomy．wehavetofacetheproblemofenvironmentalpollution．Environmentalmanagementespeciallysewagewatertreatmentisthemostimportantan

5、dthefirstpriorityinthesuccor,againstresource·-savingandenvironment·-friendlysocietybackground．Sequencingbatchreactorprocessisoneofadvancedsewagewatertreatmentprocesses．ButthekeyofapplyingtheSBRprocessisitsautomationsystemwhichstillhasalotofunsolvedprobl

6、ems．Sotheresearchofauto．controlofSBRprocessisveryimportant．TheDissolvedOxygen(Do)isnecessaryforwaterqualityevaluation．Itisanimportantindexinmeasuringorganicmatedalspollution．Becauseofthecharacteristicsofthebiochemicalreactionprocessinwastewatertreatment

7、，suchastheinherentstrongnonlinearity,delayanduncertainty；andDissolvedOxygen(Do)controlistheveryimportantinbiochemicalreactionprocess，it’Sverydifficulttocontroleffective．IntegratingthefuzzycontrolwiththePIDcontrol，itwillimprovetheadaptabilityofwhich，thes

8、ystemtothetime．variationoftheparametersandthechangeofconditions．ItisusedtoadjusttheparametersofPIDcontrolon．1ineinrandomenvironment，andgoodperformanceCanbeachievedevenwithobject’Sinterference．Combinedtheintelligenceoffuzzycontrol