水厂加氯系统控制的研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文水厂加氯系统的控制研究作者姓名：张星指导教师：钱晓龙教授东北大学自动化研究所申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：2011年5月论文答辩日期：2011年6月学位授予日期：2011年7月徽员蝴：常玉清评阅人：尹凤杰、郑艳东北大学2011年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringResearchonChlorinationControlSystemof历iterPlantByZhangXingSupervisor：ProfessorQianXi

2、aolongNortheasternUniversityJune2011万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：考庆匿日期：2口，，二I多囱2p功学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本

3、人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年∥一年口一年半口两年口学位论文作者签名：芎砍匿导师签名：究嘭-磊签字日期：训c寻6良≯。臼签字日期：训，午g矗圳》万方数据东北大学硕士学住论文摘要水厂加氯系统的控制研究摘要随着社会经济的发展，国家对饮用水安全越来越重视，各自来水公司及下游自来水厂对水质有了更高的要求。消毒是水处理工艺中的重要组成部分，也是保证饮用水卫生安全的最后屏障，而目前我国水厂使用的消毒工艺以加氯消毒为主。在这样的背景下，迫切需要对水厂氯气投加环节进行分析研究，并在此基础上设

4、计开发出安全可靠的氯气投加自动控制系统，将水厂产水余氯控制在安全合理的范围之内，具有十分重要的现实意义。本文从实际工艺出发，介绍了水厂的各处理流程、加氯点和含氯药剂的选择，重点分析了加氯过程的化学反应机理。由工艺分析得到加氯量的控制目标、投加过程的特点以及最终影响出厂水余氯指标的因素。本文从常规控制入手，介绍了水厂加氯系统的PID控制和串级控制。这一部分重点分析了串级控制应用于加氯系统时，主控对象与副控对象的选取、对象模型的辨识方法。然后根据实际调研，以本溪明山水厂为背景，分析了该水厂控制系统的架构。根据明山水厂PLC控制程序分析加氯系统的实现方法，总结了该水厂通过余

5、氯反馈值修改加氯系数调整加氯量的闭环控制思想。由于加氯系统从滤池后加氯点到清水池长时间接触反应具有滞后时间长、难以获得精确数学模型等特点，本文尝试引入模糊控制作为智能控制算法应用于加氯控制系统。但由于模糊控制器相当于PD控制器，不含有积分作用，很难消除静态偏差。采用模糊控制算法改进常规PID控制器，PID参数的整定不依赖于对象数学模型，并且参数能够在线调整，满足实时控制的要求。最后通过Matlab仿真，分析了模糊控制器和模糊PID控制的动态响应以及白适应能力和抗干扰能力，并与传统PID控制进行比较。本文设计的模糊PID控制综合了PID算法和模糊控制算法的优势，实现了较

6、好的余氯控制效果。关键词：水厂：加氯；余氯；模糊控制；模糊PID万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonChlorinationControlSystemofWaterPlantAbstractAsthedevelopmentofsocialeconomy，thesecurityofdrinkingwaterattractsmoreandmoreattentionacrossthenation，thewatercompaniesanddownstreamwaterplantscallforhigherwaterquality．Disinfect

7、ionprocessofwatertreatmentisoneoftheimportantparts，whichisthelastbarriertoensurethesafetyofdrinkingwater，andcurrentlychlorinationisstillwidelyusedasthewaterplant’Sdisinfectionprocessintheournation．Inthisbackground，itisurgentlyneededtodesignanddevelopsafeandreliableautomaticcont