预测控制在污水处理过程的应用研究

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1、洳≥≥≥、暗硕士学位论文⑧所在学院信恳科堂皇王程堂院浙江大学硕士学位论文摘要随着现代控制理论的发展和多年的实践摸索，先进控制技术已经成熟，而预测控制策略因其预测模型、滚动优化、反馈校正三大特征符合工业过程控制的实际需要，尤其是对无法准确建立数学模型的现代工业更为适用，故成为当代的研究热点。污水处理系统是一个复杂的时变动态过程，有多个控制回路，具有很强的非线性、紧耦合、大滞后，传统的PID控制算法很难使之达到理想的控制效果。在对国内外污水处理厂控制现状、发展趋势分析的基础上，对污水处理应用先进控制进行深入

2、研究，不仅具有学术研究价值，而且具有一定的经济效益和社会效益。本文是基于先进控制算法在污水处理系统中的设计和开发，对预测控制中的动态矩阵控制(DMC)进行了研究。目前，国内外学者对,42／O工艺的研究主要还是集中在机理的分析上，基于ASM2模型的A2／O控制的研究还很少，虽然A2／O能达到脱磷除氮的效果，但预测控制在这工艺的研究进展缓慢，所以有必要在机理研究的基础上，通过ASM2模型对A2／o进行建模并对污水水质进行控制，达到更好的控制效果。本文的主要研究内容包括：1、在阅读大量文献的基础上，从先进控制

3、理论的发展历程入手，对预测控制的基本思想和发展状况进行了综述性描述，并概述性的介绍了污水处理控制和污水处理模型的发展现状。2、详细讨论了活性污泥A2／0工艺的原理和过程，分析了ASM2模型的各个组分以及响应反应速率的推导过程，并对A2／O过程中的厌氧池、缺氧池、好氧池建模，得到反应输入输出的数学模型。3、在污水处理优化控制部分，采用动态矩阵控制算法。在算法中，通过选择溶解氧，污泥回流比作为控制输入，以总氮，总磷为控制对象，进行MATLAB仿真观测输出效果。4、利用VB6．0编制了污水处理软件，并利用DD

4、E技术实现了与MATLAB的链接，从而实现了污水过程数据处理、控制及输出的可视化。通过对系统进行调试和浙江大学烦士学位论文计算，结果表明通过MATLAB在后台进行污水处理模拟控制计算，结合VB的界面功能，能够取得良好的效果，人机交互方便。本课题研究对于二次开发于实际工业生产，具有一定的指导意义，同时作为实验室教学软件，通过教学示范和演示，为广大学生进一步了解污水处理技术提供了方便。关键词：污水处理，活性污泥法，ASM2，A2／O工艺，动态矩阵预测控制II浙江大学硕士学位论文AbstractBythepr

5、ogressofModemControltheoryandmanyyearsactualexperience，ThepredictiveCon订olstrategyhasbeenfocusdirectiononthetheoriesresearchandapplication，withitsthreecharacteristicsofpredictivemodel，recedinghorizoncontrolconstructionandfeedbackcorrectionmeetingtheindus

6、trialprocesscontrol’Sneeds．especiallyusedtoModemIndustrywhichcaII’tusedbedevelopedanaccuracymathmodel．Becausehavingthecharacteristicsofmulti-variables，non-linearityandvarying，seriousuncertainlyanddifficulttobuildprecisemathematicalmodel，theprocesscontrol

7、ofwastewatertreatmentprocesshasthebackwardstateofautomation．Thewastewatertreatmentsystemisacomplextimechangeconditionprocess，havemanycontrolloops，hastheverystrongnon·linearity，●，。，be仕e1ffect．11t——．塑坚查鲎堡圭兰垡丝苎Themaincontributionsandresearchworkareasfollows

8、：1．Inthereadingmassiveliteraturefoundation，obtainsfromtheadvancedcontroltheorydevelopmentcourse，toforecastthecontrolthebasicthoughtandthedevelopmentconditionhavecarriedonthesummarydescription．Andoutlineintroducfionwastewat