浅议基于专家系统的自来水氯气投加自动控制系统的研究

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1、东南大学硕士学位论文基于专家系统的自来水氯气投加自动控制系统的研究姓名：谢佩章申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李奇20090306摘要氯气投加是水厂消毒的关键环节，消毒过程中余氯变化具有大时延、大扰动特性，而且当流量、原水水质发生突变时，过程特征变化很大。本文通过对进水工艺的分析，合理选取辅助变量，通过软测量技术实现了对清水池进水流量的估计；并通过对余氯在水体中的衰减规律的研究，建立了余氯衰减过程模型，在此基础上提出了基于专家控制系统的串级控制器，有效的克服了清水池进水流量以及水质变化等系统高频干扰。针对加氯环节的特点，

2、提出了多模型专家控制系统来克服大时延、大扰动对系统的影响，当流量、水位等发生突变的时候，专家控制系统通过选取合理的控制参数，来消除这些冈素对加氯系统的冲击，有效的提高了控制品质。专家控制系统还具有自学习能力，能够对控制效果较好的参数进行专家系统机器学习，使控制系统能够适应自来水生产各种环境。在控制算法的基础上，本文通过建立SCADA结构的硬件平台，通过PLC和组态软件技术，实现了对南京市北河口自来水厂氯气投加工艺过程的实时监测及自动控制，且控制效果良好。关键词：自来水；加氯；余氯衰减：软测量；大时延；专家系统；组态；SCADA；ABSTRA

3、CTChlorine—dosingisthekeypartofdisinfectioninwaterworks，withlongdelaysandlargedisturbances，thecharacteristicsofchlorinereactionprocesschangeobviouslywhenthefloworthequalityofrawwaterchangesabruptly．Bystudyingtheprocessofwatersupplying，andthenreasonableauxiliaryvariableisch

4、osen，theestimatesoftheinfluentflowofclear-waterreservoirCallbeobtainedthrougththesoftsensortechnology．Bystudyingtheresidualchlorinedecayinbulkwater,themodeloftheresidualchlorinedecayisestablished．Usingthecascadecontrolmethodbasedontheexpertsystem，thedisturbancecausedbythev

5、arietyofwater-qualityandinfluentflowisrestrained．Forthecharacteristicsofthechlorine-dosingsystem，weusedtheexpertsystembasedonthemultiplemodeltorestraintheimpactcausedbythelargetime-delayandthelargedisturbanceofwater-quantity．whentheinfluentflowortheheightofclear-waterreser

6、voirischangingsharply,theexpertsystemchosedtherightcontrolparameterstosmoothawaytheimpact．Alsotheexpertsystemhastheabilityoflearning，thesystemCanlearnfromthegoodcontrolresultsparameters，SOtheexpertsystemCanadaptalltheconditionsinwatersupplying．ByestablishingaplatformofSCAD

7、AandusingthetechniquesofPLCandconfigurationbasedonthecontrolalgorithm，theautomaticchlorine—dosingcontrolandsupervisorysystemforNanjingBeihekouwaterworksisestablished，andagoodresultisobtainded．Keywords：Tap-water；Chlorine—dosing；Residualchlorinedecay；Softsensor；Longdelays；Ex

8、pertsystem；Configuration；SCADAII东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除