污水生物曝气系统的模糊PID控制技术研究

摘要

污水的生物处理过程具有大滞后、非线性、随机性和多变量的特点，曝气环节的传统PID控制虽然在工程上广泛采用，但在实际应用中还存在着一些问题。 本文在分析污水处理厂现有活性污泥法曝气原理、国内污水处理厂管理现状、传统控制策略和现有的检测仪表及过程控制计算机等硬件设备的基础上，阐明了在污水处理厂曝气控制的环节上，传统控制策略(PID)的使用及其局限性，并提出解决好曝气系统控制的两个改进方法：一是解决曝气池空气流量的平衡和稳定问题；二是解决溶解氧的控制策略问题。前者采用曝气流量的PID改进控制方法，后者采用溶解氧曝气量的模糊控制方法。目的在于避免传统控制方法对类似生物反应复杂对象传递函数的依赖，保证曝气池溶解氧指标稳定并快速接近设定值目标，同时，减少曝气池调节阀频繁动作带来的危害，减少气量消耗，也减轻运行人员的工作强度。

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第一章污水生物处理理论和工艺概述

1.1中国城市污水处理发展历程

1.2污水生物处理的基本概念

1.3 城市污水处理的活性污泥法

1.4 曝气的理论基础

1.5 溶解氧控制的必要性

1.6 本文所研究的主要内容

第二章活性污泥法曝气控制策略分析

2.1污水处理厂控制系统和仪表结构

2.1.1中央监控系统

2.1.2过程控制系统

2.1.3仪表系统

2.2曝气气量的控制策略

2.2.1曝气气量控制的意义

2.2.2曝气需氧量的经验计算

2.2.3曝气气量控制的依据

2.2.4曝气气量的传统PID控制方法

2.3控制策略存在的问题

2.3.1行业现状的不足

2.3.2控制策略的不足

第三章曝气流量控制

3.1串级PID控制方法

3.2串级控制的应用

第四章模糊控制策略

4.1模糊逻辑控制理论的引入

4.1.1传统控制的局限性

4.1.2模糊逻辑控制理论简介

4.2模糊控制器设计

4.2.1模糊控制器设计概述

4.2.2模糊控制器设计内容

4.2.3总结

第五章实验和结论

5.1 实验

5.1.1实验的目的

5.1.2实验所在污水处理厂曝气系统存在问题的分析

5.1.3实验装置

5.1.4实验过程

5.1.5实验数据

5.2结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢