基于均匀分布NSGAII算法的污水处理多目标优化控制

摘要

针对污水处理过程控制中能耗过大、出水水质超标严重等问题,提出了一种基于均匀分布的NSGAII(non-dominated sorting genetic algorithm II based on uniform distribution,UDNSGAII)多目标优化智能控制系统.首先,该方法以污水处理能耗和出水水质作为优化目标,建立多目标优化模型.其次,为了获得溶解氧和硝态氮的优化设定值,提高Pareto解的性能,该算法将种群映射到目标函数对应的超平面,并在该平面上进行聚类以增加解的多样性.此外,加入分布性判断模块和分布性加强模块提高解的分布性.最后,采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制器对溶解氧和硝态氮的优化设定值进行底层跟踪控制.为了验证该算法的有效性,采用国际基准的污水处理仿真平台(benchmark simulation model No.1,BSM1)来进行实验.结果显示,所提出的UDNSGAII多目标优化控制方法能够在满足出水水质达标的同时,有效地降低污水处理过程能耗.