模糊增益调度内模PID控制污水PH研究

发布时间：2020-10-28 06:33

　　 面对国内用水紧张以及水污染严重的现状,采取有效措施对污水进行处理已经成为亟待解决的难题。污水处理涉及到多个复杂控制过程,PH中和反应是其中非常重要的过程之一,PH对其它出水指标有着重要影响,它的稳定控制将直接影响污水处理整个过程是否达标。为此,本文提出了PH中和过程的模糊增益调度内模PID的控制策略。本文研究污水处理整个工艺流程,对关键的工艺构造与功能进行详细分析。针对污水处理关键的PH酸碱中和反应过程进行机理分析,依据电离平衡与物质守恒规律,建立PH中和反应的近似数学模型。分析中和过程的基本特性,研究稳定控制PH的难点所在。由于污水处理现场中和反应过程中,PH的控制具有强非线性、大滞后性、不确定性以及鲁棒性差的特点,本文针对以往单闭环PID对PH的控制品质存在不足,提出将内模控制策略应用在污水处理PH中和过程,设计内模PID控制器来稳定调节PH值。为了验证所设计控制器的可行性,利用软件仿真与实验,与常规的控制方式从多个方面进行分析对比,内模PID控制能够明显的改善被控对象的目标值跟踪特性,提高抑制干扰能力,系统的动态特性可以很好的满足。即使发生模型失配,也能实现很好的控制。并且能够减少参数调整的个数,结构设计上也算简单。不足之处是,整定参数的随机性仍然存在,出现异常情况需要改变参数时,控制器的自适应性能力不够。针对内模PID参数调整存在缺陷,为进一步优化控制器,本文提出了一种可以在线调整参数的模糊增益调度内模PID控制策略。设计了二维模糊控制器,将系统偏差及偏差变化作模糊输入,由模糊输出在线调整内模PID控制器参数。把优化后的控制器应用到被控对象PH上,利用软件进行仿真与实验,结果表明,该方法可以更好的改善控制系统的性能,同时可以实时在线调整参数,增强了控制器及其参数自适应能力。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703;TP273
【部分图文】：

沈阳工业大学硕士学位论文建立 PH 值控制模型 系统结构模型经有很多国内外专家针对调制池中和反应建立 PH 的数学模型，其中用程最多的是在连续的搅拌反应釜（CSTR），对其进行强碱与强酸的中和。在实际的工程项目中，一般采用的是 HCL 作为强酸中和剂，NAOH剂，将中和剂投放到 CSTR 中与污水进行调节，来达到出水 PH 值的稳易的模拟中和反应的过程如图 2.2 所示，分别在反应釜的进水口出和出个 PH 检测装置，其中出水口处的检测装置放在了反应釜的回流管处。

Vs F 时因为外界环境以及设备检测过程中带来的滞后性，需要添加延数1( )spG S eVs F 考实际情况[35]，式中各参数如下：3 3 3V 102m ; F 250m / h 0.069m / s; 4入公式（2.13）可得 PH 的数学模型，如公式（2.14）所示。414.49( )1 1478.26 1s spKG S e eVs s H 值的控制难点碱中和反应存在很大非线性，这点从酸碱中和曲线可以看出[36]，如

第 3 章 污水处理中和过程中 PH 的控制制池中进行的 PH 中和过程，实际上是向污水中添加多种中和药剂污水的 PH 值稳定控制在 7 附近。对于向调制池中投放药剂的量是高品质的控制器去保证药剂添加的准确性。和过程 PID 控制典 PID 控制器设计属于经典控制理论，PID 控制器本身就是一种基于“过去”、“现在估计的控制算法，由于其算法简单，可靠性高，PID 控制策略被广程控制中[37]。经典 PID 的控制原理图如图 3.1 所示。
【参考文献】

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本文编号：2859723