基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水廠投藥預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、在地表水處理的工藝中，混凝投藥是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；炷齽┑耐都恿恐苯記Q定了混凝效果，準(zhǔn)確地投加混凝劑可以有效減輕過濾、消毒設(shè)備的負(fù)擔(dān)。然而，由于受到原水濁度、PH值、配水流量等因素的影響，混凝投藥又是最為困難的環(huán)節(jié)。因?yàn)樗鎸?duì)的是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，是較強(qiáng)的非線性系統(tǒng)，投藥環(huán)節(jié)難以運(yùn)用數(shù)學(xué)模型表示。同時(shí)水處理過程從混凝劑的投加，經(jīng)過沉淀、過濾，至少要經(jīng)過1小時(shí)以上的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
　　目前，國(guó)內(nèi)水廠的投藥控制系統(tǒng)普遍采用單

2、因子閉環(huán)控制和人工決策的開環(huán)控制兩種方式。對(duì)于混凝投藥這種非線性、大時(shí)滯的系統(tǒng)，采用這兩種傳統(tǒng)的控制方式很難對(duì)原水水質(zhì)參數(shù)的突然變化做出快速響應(yīng)，也就限制了其控制效果。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文提出一種具有前饋——反饋結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)模預(yù)測(cè)控制的新方法。
　　文中首先采用BP和RBF兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別建立了投藥系統(tǒng)的單步預(yù)測(cè)模型，并且研究了RBF網(wǎng)絡(luò)的多步預(yù)測(cè)模型，通過比較，最終確定了以RBF單步模型作為受控對(duì)象的內(nèi)模。然后，以預(yù)測(cè)偏差控制

3、算法為理論依據(jù)，構(gòu)建了閉環(huán)控制系統(tǒng)，使用黃金分割法來求解控制率。接著，文中給出了控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和零穩(wěn)態(tài)偏差特性的證明。最后，在Matlab/Simulink環(huán)境里進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，證明了該控制方法的優(yōu)越性和可行性。
　　考慮課題的后續(xù)是以研發(fā)水廠自動(dòng)化系統(tǒng)為目標(biāo)，因此本文選擇了LonWorks技術(shù)作為研發(fā)平臺(tái)對(duì)混凝投藥智能控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)用該技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品，具有開放性、可互操作的特點(diǎn)，是數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)品。
　　本文依據(jù)