油田污废水pH值免疫优化控制研究-北京矿冶研究总院

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1、油田污废水pH值免疫优化控制研究于亚笛，台广锋，万用波，吴萌，卢亚平（北京矿冶研究总院，北京100160）摘要：本文针对油田污废水处理过程中pH值控制不稳定、干扰強、滞后大的特点，应用免疫控制策略，增強控制过程的抗干扰能力，提高稳定性。釆用RBF神经网络对控制器进行在线优化，实现了控制过程的自调节、自整定。实验比较了该方法与基于ITAE（IntegralTimeAbsoluteError）指标优化的PID控制策略,结果表明本文所提出方法在抗干扰、稳定性、跟踪响应方而具有较理想的效果。关键词：油田污

2、废水：免疫控制；pll值；RBF神经网络中图分类号：TQ015.9;TP391.9;06-39文献标识码：A文章编号：OptimizedImmuneResearchforOilfieldWastewaterTreatmentinpHvalueControlYUYadi,TaiGuangfeng,Wanyongbo,WuMeng,LUYaping(BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy,Beijing100160)Abstract:Ino

3、rdertoovercometheinstability,heavydisturbanceandtime-delayinplIvaluecontrolofoilfieldwastewalertreatment,optimizedimmunecontrolstrategyisappliedinthisresearch.AsRBFneuralnetworkisusedtooptimizetheparametersofcontroller,self-adjustmentandauto-tuningare

4、obtainedinthecontrolledprocess・IncomparisonwithITAE(IntegralTimeAbsoluteError)basedPIDmethod,theproposedmethodachievessatisfiedresultindisturbance-rejection,stabilityandset-pointresponse・KeyWords：OilfieldWastewater；ImmuneControl；pHValue；RBFNeuralNetwo

5、rk为C「离子浓度。随着我国石油资源的不断消耗及采油技术的日益发展，注水开采技术己在我国大部分油田使用2】。在石油产量增加的同时,也使得洁净水资源被快速消耗，污废水产量急剧增加，给油出的环境保护带来了巨大挑战⑶。将经过处理的污废水作为开采回注水，实现水资源的循坏利用，己成为污水处理的新思路，控制pH值（酸碱度）在合理范围内是冋注水利用的重要指标。油出污废水成分复杂，含有多种盐离子，在处理过程中pH值存在严重滞后性与非线性，常规的控制策略难以取得很好的控制效果。免疫控制具有很强的抗干扰能力，并使用R

6、BF神经网络优化PID参数，不断适应污废水水质的变化，实现控制策略的在线全局优化。2油田污水pH值动态建模在工业过程屮，通过控制酸液和碱液的加入量实现对pH值的控制，碱液一般使用氢氧化钠（NaOH）溶液，酸液使用盐酸（HC1）效果较为直接，工艺流程示意图如图1所示。根据物料守恒定律与中和反应原理，建立反应污水的pH值动态模型〔4】。设定碱液流量为尺（恒定量），浓度为C,;酸液流量为局，浓度为C2；反应器内液体的体积为V,错误!未找到引用源。为Na'离子浓度，加2Sigh反应池图1污水中和工艺流程示

7、意图误!未找到引用源。dtat得到pH值计算式。记错误!未找到引用源。，尹（/）为/时刻系统的输出值，即pH值，则有pH值计算计算式：x（/）=10v（0d4-10'X0⑵3免疫控制免疫控制依据生物体的免疫机理，使过程控制系统具有自组织、自调整的抗干扰能力⑸，是智能控制领域的重要发展方向。免疫控制的特点有利于针对解决油田污废水pH值控制的难点，增强pH值控制系统的鲁棒性。3.1免疫控制原理依据自然免疫系统的反馈原理，定义T细胞第k代抗原的数量为£伙)，在抗原刺激作用下，产生自辅助细胞，标记为错误!

8、未找到引用源。，B细胞受抑制细胞的影响，会发生副作用，将其标记为错误!未找到引用源。，所以B细胞受到的总刺激S(k)可以表示为：S伙)=0伙)-兀伙)⑶式(3)中，TH(k)=k}£(k)fTs(k)=kJ(S(k)^S(k))e(k)错误!未找到引用源。为刺激因子，心为抑制因子，符号均为正，/(.)为非线疵函数,表示抑制细胞7；•的抑制量。模糊免疫PID控制器输出可表示为：u(k)=u(k-})+kp(e(k)-e(k-))-^kje(k)+褊(附)・2锹・1)+附・2))(4