一种模糊自适应PID控制在溶解氧中的应用.pdf

《一种模糊自适应PID控制在溶解氧中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、144传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第7期一种模糊自适应PID控制在溶解氧中的应用汤斌斌，陈敏芳，熊伟丽，徐保国(1．江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122；2．江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：针对污水处理过程的非线性、不稳定性和不确定性，将活性污水处理系统非线性数学模型转换为参数有界的变参数正则状态方程，并对系统模型进行了可控性与稳定性分析，提出了一种基于混沌遗传算法优化的模

2、糊自适应PID控制器。通过仿真实验表明：CGA法提高了种群个体的多样性，有效地避免了“早熟”和局部最优现象；优化后的控制器在超调量、上升速度、稳定时间等性能上得到明显改善。关键词：溶解氧；模糊；混沌CGA遗传算法中图分类号：TP31文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)07--0144-04ApplicationofakindoffuzzyadaptivePIDcontrolinDOaTANGBin—bin，CHENMin．fang，XIONGWei．1i，，XUBao．guo(1

3、IKeyLaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry，MinistryofEducation，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China；2．SchoolofIoTEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Aimingatnonlinear，instabilityanduncertaintyofsewagetreatmentprocess，no

4、nlinearmathmodelofactivatedsludgesewageprocessingsystemistransformedintoavariableparametercanonicalequationofstate，controllabilityandstabilityisanalyzedandproposeakindoffuzzyadaptivePIDcontrollerbasedonchaosgeneticalgorithm(CGA)．Simulationtestresultsh

5、owsthatCGAimprovesdiversityofindividualspecies，effectivelyavoid‘premature’andlocaloptimalphenomenon，andoptimizedcontrollerperformanceisobviouslyimprovedinamountofovershoot，risespeedandstabilityoftime．Keywords：DO；fuzzy；chaosgeneticalgorithm(CGA)0引言艺，其基

6、本流程包括一沉池、曝气池、二沉池、曝气系统及污在污水处理过程中曝气池溶解氧量的高低直接影响着泥回流系统，如图1所示。有机物的去除效率，同时也是影响运行费用和出水水质的进出水水重要因素。目前，国内对于溶解氧量的控制一般采用手动或传统的PID的方法，无法满足溶解氧控制系统的非线性、大惯性和难于精确建模等特点。针对这些问题，一些学者对溶解氧控制进行了研究，其中，杨世品、陈林等人提出基图1活性污泥法处理过程简易示意图于模糊PID控制策略J，利用模糊控制原理很好地解决了Fig1Diagramofactiva

7、tedsludgeprocessingprocedure非线性和难于建模的特点，但模糊控制主要依赖于专家经对处理系统中的有机底物和微生物等作物料平衡，根据验，自学习能力较差。于是，胡玉玲、乔俊飞加入了神经网文献[2]得到活性污泥法污水处理过程的基本状态方程为络控制J，提高了模糊控制的自学习能力，控制效果较好。本文提出了一种基于混沌遗传算法(CGA)优化的模警一一8Q糊白适应控制器，并对变参数活性污泥系统范围内任意模型进行仿真实验，考察该控制器的控制性能。警=一争一号．s十号一s1曝气池溶解氧量模型

8、仿真dO五(1—)哦y0一6O+dz目前，大多数污水处理站采用活性污泥法污水处理工．血s收稿日期：2013-04-11基金项目：国家自然科学基金资助项目(21206053，21276111)；中国博士后基金资助项目(2012M511198)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)第7期汤斌斌，等：一种模糊自适应PID控制在溶解氧中的应用145式中．s为曝气池底物浓度，g／m。；为曝气池微生物浓度，g／m。；0为曝气池溶解氧量，g／m。；S为进水中底物量，g／m。；。为进水中微