基于模糊bp神经网络算法的净水混凝投药系统应用

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1、遗寧辦故夫營Ｕｎ’ｉｖｅ；ｉｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＬｉａｏｎｉｎｙｇｙｇ损Ｉｔ导恆巧交ＴＨＥＳ＇ＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＳＤＥＧ化ＥＥ基于模糊目ｐ神经网络算法的净水混凝投药系统应用作者姓名：目风指导教师：徐少川教授专业领域：控制工程答辩日期：２０１６年６月４日？独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的硏究成果。尽我所知，除了文中特别加科标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迂宁科技大学或其它教育化构一的

2、学位或证书而使用过的材料，与我同．１：作的同志对本硏究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名；资化Ｕ期；６月会日关于论文使用授权的说明本人完全了解江宁科技大学有关保留，：、使用学位论文的规定即学校有较保留送交论文的复印件：，允许论文被查阅和借阅学校巧公布论义的全部或部分内容，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＂＂不保密□（请在上方框内打Ｖ）论文作者签名：爱风曰期：年（月５Ｈ指导教师签名：Ｈ期：年ｎｉ公开分类号TP29密级UDC单位代码10

3、146学号133085210069硕士学位论文基于模糊BP神经网络算法的净水混凝投药系统应用研究生姓名：吕风指导教师：徐少川教授工作单位：辽宁科技大学指导教师：王海教授工作单位：鞍山海汇论文提交日期：2016.6.1答辩日期：2016.6.4学位授予日期：授予单位：辽宁科技大学论文评阅人：徐少川教授工作单位：辽宁科技大学论文评阅人：教授工作单位：答辩委员会主席：韩晓微教授工作单位：沈阳大学"TheFormantCriteriaofDegreePaperatUSTL"ApplicationofFuzzyBPAlgorithminCoagulantDosingSystemofWa

4、terPurificationPlantbylvfeng(controlengineering)Supervisor:Prof.''xushaochuan''''June4,2016''中文摘要中文摘要截至2012年，全国十大水系和62个主要湖泊中，分别有31%和39%的淡水水质达不到饮用水要求。同时，整个水生态环境受损较重，湿地、海岸带、湖滨、河滨等自然生态空间不断减少，导致水源涵养能力下降。在水质量形势严峻的条件下，如何保障人民日常生活用水的安全，成为净水行业亟待解决的关键问题，而混凝投药作为净水工艺的重要环节，必将受到人们的高度关注。目前国内净水厂多采用常规净水工艺，其

5、自动化、智能化程度较低，要想满足人们对生活饮用水的需求，必然以增加投药量方式来实现，然而这样就造成净水混凝剂的浪费。本文就是通过对智能控制算法的研究来设计净水混凝投药控制系统，在确保出厂水水质要求的条件下，降低混凝剂的投加量。主要研究内容如下：（1）根据对净水厂实际生产数据进行分析，获知影响净水混凝投药环节的关键因素原水温度、原水浊度、原水流量。并用现场实际数据对相关净水混凝投药模型进行参数回归，获得符合该净水厂的实际系统模型。（2）对模糊控制和BP神经网络算法进行分析，发现以下两个特点：①模糊控制在实际生产过程中虽然控制精度不高，但其控制趋势合理；②BP神经网络虽然存在缺陷

6、，在离线训练时受训练样本约束较大，并且易陷入局部最小。因此本文将模糊控制与BP神经网络进行结合，有效的提高模糊控制精度和缓解BP神经网络易陷于局部最小的缺陷，并将其应用于净水混凝投药系统。（3）利用MATLAB软件实现BP神经网络算法和模糊BP神经网络算法的编写，并将其用于复杂非线性函数的逼近，通过仿真逼近曲线初步分析模糊BP神经网络算法的效果，发现模糊BP神经网络在控制精度、泛化能力方面较BP神经网络均有很大提高。设计模糊BP神经网络控制器，并利用LabVIEW软件建立虚拟实验环境，对净水厂的实际运行数据进行虚拟仿真，验证了模糊BP神经网络的实际控制效果，论证了模糊BP神经

7、网络算法的可行性。关键词：BP神经网络；模糊控制；混凝投药；智能控制；LabVIEWiiABSTRACTABSTRACTBy2012,thetoptenmajorriversystemsandlakes,31%and39%ofthefreshwatercan’treachdrinkingwaterqualityrequirements.Atthesametime,duetowetlands,coastal,lake,Riversideandothernaturalecologicalspaceconti