污水处理过程的智能优化控制方法研究_全球新能源网
 
当前位置: 首页 » 学术论文 » 清洁节能 » 正文

污水处理过程的智能优化控制方法研究

关注热度:41  来源:新能源学术论文  作者:史雄伟
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论
【摘要】:活性污泥法是目前应用最广泛的污水生物处理方法,由于微生物生长机理复杂,而且进水水质水量的波动很大,使得该过程具有非线性、强耦合、大滞后和不确定性等特点,这导致污水处理过程控制非常困难。我国污水处理过程控制水平相对落后,出水水质难以保证,能量消耗较大,研究污水处理过程的智能优化控制方法具有重要意义。 论文以国际水质协会(IAWQ)提供的1号基准仿真模型(BSM1)为基础,研究了溶解氧控制系统的神经元自适应PID控制、脱氮过程的神经网络预测优化控制、基于分工策略的粒子群算法的污水处理过程优化控制,实验结果证明了控制方案的可行性与有效性。主要工作如下: 1、深入研究了活性污泥法污水处理模型BSM1,在Matlab环境下建立仿真模型并进行数据验证,证明了模型的正确性和可靠性,为控制方法的性能评价奠定了基础。 2、针对污水处理过程溶解氧浓度的控制,设计了神经元自适应PID控制器。该控制器可以在线优化权系数和增益系数,具有简单实用、鲁棒性能好、参数易调节等特点。实验结果表明,与传统的PID控制相比,当进水水质参数发生较大波动,工况发生变化时,神经元自适应PID控制器具有更优越的控制性能。 3、针对污水处理脱氮过程提出一种神经网络预测优化控制策略。分析了脱氮过程中主要组分之间的相互影响关系,选择好氧区末端溶解氧浓度和缺氧区末端硝酸氮浓度的设定值为控制量,应用神经网络预测优化策略降低出水氨氮和总氮浓度。 4、考虑到污水处理过程能量消耗过大、运行成本居高的问题,提出了一种基于分工策略粒子群算法的优化控制方案。综合考虑出水水质、曝气能耗和泵送能耗,通过动态优化底层神经元PID控制器的最佳设定值达到出水水质高、能量消耗少的目的。 论文围绕污水处理过程的智能优化控制问题,研究了神经元自适应PID、神经网络预测优化控制、基于粒子群的优化控制等控制策略,并仿真验证了其有效性,研究工作对类似的复杂过程控制问题提供了思路。
【关键词】:污水处理 活性污泥法 智能控制 优化控制
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-19
  • 1.1 论文的课题背景及研究意义9-11
  • 1.1.1 课题背景9-10
  • 1.1.2 研究意义10-11
  • 1.2 污水处理过程的控制现状11-15
  • 1.2.1 污水处理过程概述11-12
  • 1.2.2 污水处理过程控制的研究现状12-15
  • 1.3 课题来源与主要研究内容15-19
  • 第2章 活性污泥法污水处理的基准仿真模型19-31
  • 2.1 BSM1 的模型结构19-20
  • 2.2 生化反应池模型20-26
  • 2.2.1 模型的假设20-21
  • 2.2.2 模型中的组分及反应过程21-23
  • 2.2.3 组分的表观反应速率23-25
  • 2.2.4 组分的物料平衡方程25-26
  • 2.3 二沉池模型26-28
  • 2.3.1 模型的假设26
  • 2.3.2 分层沉淀模型26-28
  • 2.4 性能评价28-29
  • 2.5 模型仿真29-30
  • 2.6 本章小结30-31
  • 第3章 溶解氧浓度的神经元自适应PID控制31-39
  • 3.1 神经元自适应PID控制31-35
  • 3.1.1 神经元自适应PID控制的结构32-33
  • 3.1.2 神经元自适应PID控制的学习算法33-34
  • 3.1.3 神经元自适应PID的稳定性分析34-35
  • 3.2 仿真实验与分析35-38
  • 3.3 本章小结38-39
  • 第4章 脱氮过程的神经网络预测优化控制39-51
  • 4.1 A/O脱氮工艺的组分分析39-42
  • 4.1.1 机理分析40
  • 4.1.2 控制变量确定40-42
  • 4.2 神经网络预测优化控制42-46
  • 4.2.1 神经网络预测优化控制结构43-44
  • 4.2.2 神经网络预测模型44-45
  • 4.2.3 优化控制的学习算法45-46
  • 4.3 仿真实验与分析46-50
  • 4.4 本章小结50-51
  • 第5章 基于改进粒子群算法的优化控制51-69
  • 5.1 基于BSM1 的优化控制问题51-53
  • 5.2 标准PSO算法53-57
  • 5.2.1 标准PSO及其参数分析53-55
  • 5.2.2 粒子运动轨迹的分析55-57
  • 5.3 基于分工策略的改进粒子群优化算法57-62
  • 5.3.1 种群的分工策略57-59
  • 5.3.2 测试函数与仿真结果59-62
  • 5.4 仿真实验与分析62-67
  • 5.5 本章小结67-69
  • 结论与展望69-71
  • 参考文献71-75
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文75-77
  • 致谢77


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

变参数活性污泥系统溶解氧的模糊神经网络控制    胡玉玲,乔俊飞

基于神经元自适应PID的超声波电机速度位置控制    傅平;郭吉丰;丁敬;周广睿;沈润杰;

以DO、ORP、pH控制SBR法的脱氮过程    高景峰,彭永臻,王淑莹,曾薇,隋铭皓

A/O脱氮工艺的控制策略和应用性研究    马勇,王淑莹,王晓莲,彭永臻

污水处理过程的多变量预测控制    郑敏洁;杨马英;

粒子群优化的两种改进策略    窦全胜,周春光,马铭

基于差分方程的PSO算法粒子运动轨迹分析    李宁;孙德宝;邹彤;秦元庆;尉宇;

活性污泥脱氮过程的建模与控制    袁德成,于海斌

SBR污水生化处理系统的最优控制及改进    樊立萍,于海斌,袁德成,王秀兰

前置反硝化污水生化处理过程优化控制    张平;苑明哲;王宏;

基于模糊神经网络的污水处理过程智能控制方法研究    刘超彬

交替缺氧/好氧CAST处理低ρ_(COD)/ρ_(TN)生活污水的脱氮研究    彭永臻;王丽;马娟;王少坡;刘洋;马宁平;

SBR法脱氮除磷的影响因素及优化控制策略    蒋富海;汪慧贞;张彪;

污水处理智能控制进展    刘太杰,崔莉凤,刘载文

SBR工艺处理生活污水的优化控制初探    仝勋伟;崔莉凤;刘载文;程志强;

两级SBR无外加碳源除磷脱氮的运行模式    龙北生;吴富平;陈丽丽;张婷;陈烨;

行波超声波电机Lyapunov模型参考自适应转速控制    史敬灼;张慧敏;

Effects of Nitrate Concentration in Main Anoxic Zone on Denitrifying Dephosphatation    尹军;王晓玲;祝贵兵;叶龙;吴相会;

自动离合器位置跟踪神经元自适应PID控制    谢先平;王旭东;吴晓刚;余腾伟;

超声电机伺服控制技术研究进展    张建桃;张铁民;

HVDC中单神经元自适应PID控制方法研究    赵静;张志文;肖湘;

Research of PID Parameter Optimization based-on Cultural based Ant colony Algorithm for Superheated Steam Temperature    

600MW超临界锅炉过热汽温反馈补偿神经网络逆控制    马良玉;盖银平;史振兴;

一种基于神经网络的溶解氧浓度建模与控制方法研究    韩广;乔俊飞;

基于Elman神经网络的城市污水处理水质参数软测量    杨马英;周芳芹;李军;

基于EKF的永磁同步电机单神经元PID控制    张勇;吴岳;宣黎;周剑雄;赵旭富;

污水处理脱氮除磷过程建模与控制的研究    穆秀春;杨马英;杨晓红;李军;

T-S模糊神经网络应用于变参数系统的控制研究    胡玉玲;曹建国;

粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用    戴运桃

基于多源融合的网络安全态势量化感知与评估    刘效武

基于群体智能的聚类分析    曲建华

低C/N比污水间歇曝气MBR脱氮研究    陆谢娟

基于群体智能的机器视觉的关键技术研究    陈志国

进化算法及其在生物信息中的应用    龙海侠

基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究    吴晓刚

分离流动的电磁力主动控制    陈虹

基于滤波技术和粒子群优化的齿轮箱故障诊断研究    许昕

群体智能算法及其在基因表达数据聚类中的应用    陈伟

区间自适应粒子群算法研究及其应用    姜念

A~2/O~2在工艺不同运行方式下的脱氮试验研究    李石磊

遥控式水下机器人PID运动控制算法优化研究    姜婵娟

基于引导交叉的遗传算法研究    李望移

微粒群优化算法及其在风资源评估中的应用    杨维

强弱信号测向算法研究    徐亮

粒子群算法的改进及其在人工神经网络中的应用    周蕾

改进粒子群算法在薄膜参数反演与设计中的应用    张淼

一种改进的粒子群优化算法在工业下料问题的应用    齐季

基于改进粒子群算法的项目反应理论3PLM参数估计方法研究    袁洲

基于模糊预测的自适应控制方法及应用    乔俊飞,孙雅明,柴天佑

变参数活性污泥系统溶解氧的模糊神经网络控制    胡玉玲,乔俊飞

基于DSP的超声波电机控制系统    金龙,褚国伟,王心坚,翟晓军,顾菊萍,胡敏强

氧化还原电位作为生物除磷、氮流程控制参数    汪慧贞,KOCH.F.A.

以溶解氧浓度作为SBR法模糊控制参数    曾薇,彭永臻,王淑莹,高景峰,李探微

变参数活性污泥系统的最优鲁棒控制法    冯裕钊,龙腾锐,郭劲松,庞煜

利用 ORP 作为 SBR 法反应时间的计算机控制参数    彭永臻,邵剑英,周利,黑田正和,许燕青

生物电极脱氮工艺的在线模糊控制研究(一)    彭永臻,王淑莹,周利,黑田正和,许燕青

基于混合逻辑动态法的污水处理除氮过程的优化控制    张立炎,马龙华,钱积新

活性污泥法有约束条件多变量最优控制的计算方法    彭永臻;

造纸工业中污水处理过程如何实现经济与技术的综合平衡(续)    何敬伟

我国城市污水污泥的产生及研究概况    孙玉焕;杨志海;

城市污水处理工艺方案设计浅析    原长弓;

自动化技术在污水处理节能领域中的应用现状与前景    罗隆;周力尤;

污水处理过程自动控制研究与应用    叶玲平,楼志军,蔡亦军,潘海天

基于模糊神经网络的自适应控制在污水处理中的应用研究    胡兴志;

DE型双沟式氧化沟运行分析    黄志新;由丽娜;

浅析微生物在污水处理过程中的作用    李海燕;

PLC控制系统在污水处理过程中的应用    刘栓,王太通

污水处理过程中的模糊控制研究    袁丽英,乔玉晶

脱盐和污水处理过程强化策略(英文)    E.Drioli;E.Curcio;

壬基酚聚氧乙烯醚在污水处理过程中的迁移转化行为    马兴杰;胡建英;邵兵;杨敏;

污水处理脱氮除磷过程建模与控制的研究    穆秀春;杨马英;杨晓红;李军;

冰蓄冷空调系统优化控制的经济性分析    刘业凤;史钟璋;张吉光;胡松涛;

基于认知效用的满意控制    杜晓宁;李少远;席裕庚;

一类开关混杂系统的稳定性准则和优化控制设计    王泽宁;费树岷;冯纯伯;

档案利用的合理性与档案利用优化研究    陈永生;

在高温条件下系统高负荷运行的优化控制    朱永忠;

棒材自动化系统的倍尺优化控制    黄光辉;彭军明;叶宏勇;

火电厂仪用空压机优化控制    张弋力;

重庆武汉分获亚行1亿美元贷款    记者 李韶辉

环保部华东督查中心领导来昌督查    记者 葛静

广东探索城市污泥处理产业路    越飞

有机污水EM处理技术    何哲

酶可邦——用“酶”来治污染    马加

化腐朽为神奇    本报记者 庞惠文

哈药总厂被曝“污染大户”    记者 肖玮

优化控制方案实现主动节能    向忠宏 本报记者 秦宜德

昌黎:循环经济点废成金    佟德龙 郭丽冰

李村河将变身青岛“绿腰带”    本报记者 杨明清

污水处理过程模拟及系统软件开发    张晶

污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究    杨红

基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究    叶洪涛

污水处理过程数学模型方法及其关键技术研究    韦安磊

中央空调水系统的优化控制与节能技术研究    李明海

膜抗生物污染改性及其在MBR中性能研究    王婵婵

混杂系统优化控制理论研究    尹增山

氢燃料发动机燃烧与优化控制    杨振中

创新产品市场扩散模型及其应用    胡知能

时空混沌与二维湍流控制的研究    唐国宁

污水处理过程的智能优化控制方法研究    史雄伟

污水处理过程中的模糊控制研究    邱启旺

活性污泥仿真平台实现及污水处理过程先进控制研究    杨彦波

污水处理过程的模糊建模与控制    杨婷

污水处理过程实时控制及软测量方法研究    李万东

污水处理过程中DO的模糊神经网络控制研究    许贵生

城市污水处理过程中重金属的迁移与去除规律研究    罗丽

生活污水处理监控系统的设计与实现    曹波

污水处理控制系统设计及其软测量的研究    徐方舟

污水处理过程自动控制系统的设计与实现    曹焕来

 
关键词: 污水处理

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
赞助商链接
0条 [查看全部]  相关评论

 
赞助商链接
推荐
赞助商链接