基于自适应模糊广义预测控制的污水溶解氧浓度控制研究

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1、工程硕士学位论文基于自适应模糊广义预测控制的污水溶解氧浓度控制研究作者姓名张雍涛工程领域控制工程（全日制）校内指导教师许玉格副教授校外指导教师王志平副研究员所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2015年3月StudyoncontrolofthedissolvedoxygenconcentrationinbiologicalwastewatertreatmentprocessbasedonthefuzzyadaptivegeneralizedpredictivecontrolmethodADissertationSu

2、bmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangYongtaoSupervisor：Prof.XuYugeSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP18学校代号：10561学号：201221014528华南理工大学硕士学位论文基于自适应模糊广义预测控制的污水溶解氧浓度控制研究作者姓名：张雍涛指导教师姓名、职称：许玉格、副教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：控制工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目

3、管理□调研报告研究方向：智能控制算法论文提交日期：2015年3月12日论文答辩日期：2015年3月21日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王正询委员：罗飞、王聪、吴玉香、许玉格华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:⒎

4、廴雍祷日期:⒛与年;月右日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许学位论文被查阅(除在保密期内的保密论文外);学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于:□保密,在~年解密后适用本授权书。国不保密,同意在校园网上发布,供校内师生和与学校有共享协议的单

5、位浏览;同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》,传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√〃)日期:冫o`53、疹辖簟鑫霈丛埸龛粽日期》坞、);`冫作者联系电话:∫18冫soψ8丬P电子邮箱:丨丨l1丨;冫钋⑩留、coM联系地址(含邮编):氵呆珂乙七Ξ】J￠⒒动盹5°恧疡夕嗍衤争自7窒摘要人类社会的形成、发展与进步离不开水资源。然而日益严重水资源污染问题使得其自身的可持续性面临着前所未有的挑战，反过来又威胁到人类自身。本文将以已有污泥处理工艺为基础

6、，针对其中好氧池中溶解氧浓度（DissolvedOxygen，简称DO）的建模与控制问题，研究相应的建模算法与控制算法。文中所采用的污水基准仿真平台（BenchmarkSimulationModelno.1，简称BSM1）采用污水处理行业应用广泛的活性污2泥法污水处理工艺A/O，为污水处理行业研究与比较不同控制方案的优劣提供了一个标准仿真平台。针对其中活性污泥1号模型（ActivatedSludgeModelNo.1，简称ASM1）中好氧池中溶解氧浓度指标，研究溶解氧浓度的建模和控制问题，并对建模所得模型和所设计控制器

7、进行了仿真研究，实验结果验证了相应建模算法的建模精度与泛化能力，以及相应控制算法的鲁棒性与收敛性等特点。文中研究内容包括三部分：（1）针对溶解氧浓度的建模问题，采用一种广义动态模糊神经网络建模方法来得到溶解氧浓度的受控自回归积分滑动平均模型（ControlledAutoRegressiveIntegratedMovingAverage，简称CARIMA），其中隶属度函数采用椭圆基函数（EllipticBasisFunction，简称EBF）的形式，实现其宽度根据输入变量的重要性来调整，同时它具有在线学习、规则自组织和修

8、剪特性，仿真结果表明其具有较高的建模精度和泛化能力。（2）基于所得DO浓度的CARIMA模型，设计其广义预测控制器（GeneralizedPredictiveControl，简称GPC），根据系统输出误差，利用Diophantine方程递推求解控制增量，实现滚动优化与反馈校正，并将所设计控制器应用于BSM1仿真平台中的好氧池模型中