基于模糊ADRC的活性污泥法污水处理研究
发布时间：2021-05-17 20:15
随着人类社会的飞速发展,水资源日益紧缺,水污染也越来越严重。污水在经过处理后能被再次利用,有利于保护环境和实现水资源的合理利用。活性污泥法是污水处理的主要方法,它利用活性污泥中的微生物吸附、降解污水中的有机物,使污水能够达到排放要求。但是活性污泥系统中,生化反应复杂,参数繁多,是一个具有很大时变性的高度非线性系统,实现对活性污泥系统的有效控制是本文的重点。本文首先介绍了活性污泥法污水处理的工艺流程,并解释了污水处理中曝气系统的工作原理。溶解氧是曝气工艺中很重要的指标,其浓度高低影响了曝气池中生物化学反应的进行,对污水处理的出水质量有着至关重要的影响。因此将溶解氧浓度作为被控量,通过控制鼓风机进气阀门的开度,来调节进入曝气池中的空气量,使溶解氧浓度维持在适合的范围内。然后分析活性污泥系统的数学模型,仿真基准模型（Benchmark Simulation Model No.1,BSM1）能够反映污水处理的基本原理及动态过程,主要由活性污泥1号模型（Activated Sludge Model No.1,ASM1）和二沉池模型两部分构成。ASM1模型描述了曝气池中生化反应发生的过程,包含8个...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 活性污泥法数学模型的发展
1.2.1 传统的活性污泥法模型
1.2.2 动态的活性污泥法模型
1.3 活性污泥模型控制策略综述
1.4 本文的主要内容和章节安排
第二章 曝气系统工艺分析
2.1 活性污泥法
2.2 曝气系统的原理
2.3 溶解氧的控制
2.4 本章小结
第三章 活性污泥数学模型
3.1 BSM1模型
3.1.1 ASM1模型
3.1.2 二次沉淀池模型
3.2 本章小结
第四章 模糊ADRC算法的原理
4.1 PID控制算法的原理
4.2 ADRC的组成
4.2.1 跟踪微分器
4.2.2 扩张状态观测器
4.2.3 状态误差反馈控制律
4.3 模糊控制算法
4.4 模糊ADRC算法
4.5 本章小结
第五章 模糊ADRC在活性污泥法污水处理中的应用
5.1 模糊ADRC控制器的设计
5.1.1 ADRC控制器的设计
5.1.2 ADRC的稳定性分析
5.1.3 模糊控制器的设计
5.2 模糊ADRC控制仿真分析
5.3 模糊PID控制仿真分析
5.4 仿真对比分析
5.4.1 模糊ADRC与手动控制对比分析
5.4.2 模糊ADRC与模糊PID控制动态分析
5.4.3 模糊ADRC与模糊PID控制稳态分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]水污染现状及其处理的新技术[J]. 唐晓璐. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2017(09)
[2]不同pH值及碱性物质对短程硝化的影响[J]. 彭永臻,李璐凯,李夕耀,郭思宇,王淑莹. 北京工业大学学报. 2017(10)
[3]我国地下水污染现状与防治对策研究[J]. 王琪,王佳旭. 环境与发展. 2017(05)
[4]飞行轨迹偏离误差反馈控制数学模型仿真[J]. 陈筱,张琰. 微电子学与计算机. 2017(06)
[5]工业污水处理技术及前景[J]. 王香爱,张洪利,杨珊,葛子龙. 应用化工. 2017(03)
[6]污水处理过程中曝气方式对挥发性有机物排放量影响研究[J]. 王磊磊,何成达,鄢一新,吴军. 环境科学学报. 2017(05)
[7]城市生活污水处理的生物建模与控制策略研究[J]. 邓新莉,刘珊. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(07)
[8]基于双曲正切函数的二阶时变参数扩张状态观测器[J]. 于洪国,康忠健,陈瑶. 控制理论与应用. 2016(04)
[9]线性扩张状态观测器及其高阶形式的性能分析[J]. 邵星灵,王宏伦. 控制与决策. 2015(05)
[10]我国水污染现状[J]. 许嘉宁,陈燕. 广东化工. 2014(03)
博士论文
[1]非线性自抗扰控制的收敛性[D]. 赵志良.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]基于ASM1活性污泥污水处理过程的建模与控制问题研究[D]. 李春阳.哈尔滨工业大学 2016
[2]倒立摆的模糊控制及变结构控制研究[D]. 殷涛.西安电子科技大学 2014
[3]循环活性污泥污水处理法的曝气控制研究[D]. 王志鹏.东北大学 2013
[4]基于自抗扰控制技术的永磁同步电机速度控制研究[D]. 崔晓光.山东大学 2013
[5]模糊控制理论在活性污泥系统中的应用与优化[D]. 张博.华中科技大学 2012
[6]基于模糊自抗扰控制的永磁同步电机调速系统研究[D]. 匡江传.湖南大学 2012
[7]基于BSM1的污水生物脱氮系统的控制策略的研究[D]. 赵瑞.辽宁科技大学 2012
[8]模糊控制在污水处理控制系统中的应用与研究[D]. 闫媛媛.兰州理工大学 2011
[9]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3192381
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 活性污泥法数学模型的发展
1.2.1 传统的活性污泥法模型
1.2.2 动态的活性污泥法模型
1.3 活性污泥模型控制策略综述
1.4 本文的主要内容和章节安排
第二章 曝气系统工艺分析
2.1 活性污泥法
2.2 曝气系统的原理
2.3 溶解氧的控制
2.4 本章小结
第三章 活性污泥数学模型
3.1 BSM1模型
3.1.1 ASM1模型
3.1.2 二次沉淀池模型
3.2 本章小结
第四章 模糊ADRC算法的原理
4.1 PID控制算法的原理
4.2 ADRC的组成
4.2.1 跟踪微分器
4.2.2 扩张状态观测器
4.2.3 状态误差反馈控制律
4.3 模糊控制算法
4.4 模糊ADRC算法
4.5 本章小结
第五章 模糊ADRC在活性污泥法污水处理中的应用
5.1 模糊ADRC控制器的设计
5.1.1 ADRC控制器的设计
5.1.2 ADRC的稳定性分析
5.1.3 模糊控制器的设计
5.2 模糊ADRC控制仿真分析
5.3 模糊PID控制仿真分析
5.4 仿真对比分析
5.4.1 模糊ADRC与手动控制对比分析
5.4.2 模糊ADRC与模糊PID控制动态分析
5.4.3 模糊ADRC与模糊PID控制稳态分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]水污染现状及其处理的新技术[J]. 唐晓璐. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2017(09)
[2]不同pH值及碱性物质对短程硝化的影响[J]. 彭永臻,李璐凯,李夕耀,郭思宇,王淑莹. 北京工业大学学报. 2017(10)
[3]我国地下水污染现状与防治对策研究[J]. 王琪,王佳旭. 环境与发展. 2017(05)
[4]飞行轨迹偏离误差反馈控制数学模型仿真[J]. 陈筱,张琰. 微电子学与计算机. 2017(06)
[5]工业污水处理技术及前景[J]. 王香爱,张洪利,杨珊,葛子龙. 应用化工. 2017(03)
[6]污水处理过程中曝气方式对挥发性有机物排放量影响研究[J]. 王磊磊,何成达,鄢一新,吴军. 环境科学学报. 2017(05)
[7]城市生活污水处理的生物建模与控制策略研究[J]. 邓新莉,刘珊. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(07)
[8]基于双曲正切函数的二阶时变参数扩张状态观测器[J]. 于洪国,康忠健,陈瑶. 控制理论与应用. 2016(04)
[9]线性扩张状态观测器及其高阶形式的性能分析[J]. 邵星灵,王宏伦. 控制与决策. 2015(05)
[10]我国水污染现状[J]. 许嘉宁,陈燕. 广东化工. 2014(03)
博士论文
[1]非线性自抗扰控制的收敛性[D]. 赵志良.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]基于ASM1活性污泥污水处理过程的建模与控制问题研究[D]. 李春阳.哈尔滨工业大学 2016
[2]倒立摆的模糊控制及变结构控制研究[D]. 殷涛.西安电子科技大学 2014
[3]循环活性污泥污水处理法的曝气控制研究[D]. 王志鹏.东北大学 2013
[4]基于自抗扰控制技术的永磁同步电机速度控制研究[D]. 崔晓光.山东大学 2013
[5]模糊控制理论在活性污泥系统中的应用与优化[D]. 张博.华中科技大学 2012
[6]基于模糊自抗扰控制的永磁同步电机调速系统研究[D]. 匡江传.湖南大学 2012
[7]基于BSM1的污水生物脱氮系统的控制策略的研究[D]. 赵瑞.辽宁科技大学 2012
[8]模糊控制在污水处理控制系统中的应用与研究[D]. 闫媛媛.兰州理工大学 2011
[9]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3192381
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