给水处理厂加药系统控制的研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文给水处理厂加药系统的控制研究作者姓名：曹龙指导教师：钱晓龙教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：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目期：2011年5月论文答辩日期：2011年6月学位授予日期：2011年7月答湖会主席：李鸿儒评阅人：尹凤杰、郑艳东北大学2011年5月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringResearchonDosingSystemControlofWaterTreatmentPlantByCaoLongSuperviso

2、r：ProfessorQianXiaolongNortheasternUniversityMay2011万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，不包含其他人已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已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：、曾兄日期：zo／1年莎扇z易日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

3、构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本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：嗜乏签字日期：z乡／／覃6同26圈导师签名：欲移出签字目期：加／／等6闫26因万方数据东北大学硕士学位论文摘要给水处理厂加药系统的控制研究摘要水是人类赖以生存的源泉，随着社会的发展，人们对水质的要求越来越高，这就对给水厂的水处理工艺提出了更高的要求。混凝加药是给水处理工艺最为重要的环节之一，加药量过少水质不达标，加药量过多也会影响混凝沉淀的效

4、果，同时又会造成药剂的浪费，使水厂的运营成本增加。本文以给水处理工艺中的加药控制系统为研究背景。针对水厂中当原水的水质、水量等因素变化时，加药系统难以准确迅速的调整加药量保证混凝效果这一难题，进行了深入研究。通过调查发现水厂目前大部分的加药控制系统采用前馈一反馈的控制结构，当原水水质和水量发生变化时，利用前馈控制器来减小或消除干扰，利用反馈控制器来进行偏差的修正。而前馈控制器主要采用流量比例控制，即只根据流量的变化来控制加药量成比例的增加。水质变化产生的影响主要用反馈控制器来修正。但水质变化是影响加药量的重要因素，混凝反应又是个滞后的过程，利用反馈来修

5、正水质的变化往往不够及时。因此本文利用最d,--乘法对前馈控制器作了改进，加入了水质因素，使前馈加药量更为准确。目前水厂中反馈控制器主要采用传统的PID控制算法，当水质和水量稳定时，传统PID有比较良好的控制效果。但是当水质和水量变化时，导致干扰的加剧和混凝过程模型的变化，而传统PID控制器以一组不变的控制参数难以很好的应对这些变化，系统振荡加剧，对系统流动电流SCD设定值的跟踪效果不佳。针对以上问题，本文分别进行了内模一PID控制器和专家一PID控制器的设计，并与传统PID控制器进行了比较。仿真分析的结果表明，利用最小二乘法拟合出的前馈加药量与水厂烧

6、杯试验得出的最佳加药量比较相近。当由水质和水量因素变化导致干扰的产生和混凝过程模型的变化时，内模一PID控制器和专家一PID控制器比传统的PID控制器有更好的跟踪性能，在抗稳定性、干扰能力和鲁棒性上都有所改善。关键词：混凝投药；前馈一反馈；最小二乘法；内模-PID控制；专家一PID控制万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonDosingSystemControlofWaterTreatmentPlantlreAbstractWaterisveryimportantforpeople’Slife．Withthedevelopmen

7、tofoursociety,people’Srequirementsonthequalityofwaterisincreasingcorrespondingly,whichresultinahigherrequirementstothewatertreatmentprocess．Coagulantdosingisoneofthemostcriticalprocessesinwatertreatmentprocess．Ifthedosageisnotenough，thequalityofwaterCan’treachthestandard，ontheot

8、herhands，ifthedosageistoomuch，notonlytheeffecto