污水处理系统的传感器加性故障的自愈控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种污水处理系统的传感器加性故障的自愈控制方法，所述污水处理系统包括至少一个传感器，包括以下步骤：步骤S1：构建对应于所述污水处理系统的状态和传感器故障的广义系统；步骤S2：根据所述广义系统设计广义观测器，对所述状态和所述传感器故障进行联合估计，并根据极点配置法设置估计误差动态系统，使所述广义观测器达到稳定；以及步骤S3：根据故障估计值和输出反馈控制律补偿所述污水处理系统的测量输出，并根据极点配置法设置所述输出反馈控制律，使所述广义系统达到稳定。本发明专利技术的自愈控制方法使污水处理系统在故障后可以迅速恢复道原来的工作状态，大幅削弱了由于传感器故障所引起的性能劣化。由于传感器故障所引起的性能劣化。由于传感器故障所引起的性能劣化。

【技术实现步骤摘要】
污水处理系统的传感器加性故障的自愈控制方法及系统


[0001]本专利技术主要涉及城市污水处理领域，尤其涉及一种城市污水处理活性污泥系统的基于广义观测器的传感器加性故障自愈控制方法、系统及计算机可读介质。

技术介绍

[0002]在城市污水处理系统中，污水处理过程涉及物理变化、化学反应和微生物发酵等多种复杂过程。污水处理系统中包括多种传感器，例如溶氧仪、流量计、液位计、污泥界面仪等，这些传感器往往与生化反应相关，因而内部元件常会发生故障。
[0003]由于外界环境，例如温度和湿度的变化，污水处理系统中的传感器容易产生漂移，恶劣的工作环境也会导致传感器污染和腐蚀。传统的污水处理过程的控制系统并不考虑传感器存在的故障。这样会导致一方面，对于反馈系统，传感器故障会直接引起系统工作点迁移；另一方面，输出误判以及反馈作用可能使得执行器长期工作在饱和区，从而影响设备寿命。
[0004]在智能电网和航空航天领域，在系统发生故障时采用自愈控制使系统保持稳定性并维持一定的性能指标。根据是否需要对故障重构，自愈控制可以分为非故障重构的自愈控制和基于故障本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水处理系统的传感器加性故障的自愈控制方法，所述污水处理系统包括至少一个传感器，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：构建对应于所述污水处理系统的状态和传感器故障的广义系统；步骤S2：根据所述广义系统设计广义观测器，对所述状态和所述传感器故障进行联合估计，并根据极点配置法设置估计误差动态系统，使所述广义观测器达到稳定；以及步骤S3：根据故障估计值和输出反馈控制律补偿所述污水处理系统的测量输出，并根据极点配置法设置所述输出反馈控制律，使所述广义系统达到稳定。2.如权利要求1所述的自愈控制方法，其特征在于，步骤S1中构建所述广义系统的步骤包括：构建对应于所述污水处理系统的状态和传感器故障的离散T
‑
S模糊系统如下：其中，k表示时刻，表示k时刻的状态，表示k时刻的输出，表示污水处理过程对象的输入，ξ(k)表示k时刻所述离散T
‑
S模糊系统的输入、状态和输出中的一个或任意个的组合，h
i
(ξ(k))表示归一化权重，表示传感器加性故障，A
i
表示系数矩阵，B
i
表示输入矩阵，C表示输出矩阵，r表示某时刻模糊子空间的个数；构建对应于所述状态和传感器故障的广义系统如下：其中，其中，其中，3.如权利要求2所述的自愈控制方法，其特征在于，步骤S2中根据所述广义系统设计广义观测器的步骤包括：设计所述广义观测器如下：其中，和为待确定的增益矩阵，z(k)为辅助变量，L表示广义观测器增益矩阵。4.如权利要求3所述的自愈控制方法，其特征在于，步骤S2中根据极点配置法设置估计误差动态系统的步骤包括：定义所述估计误差动态系统如下：E(h)e(k+1)＝F(h)e(k)，其中，估计误差矩阵E(h)的逆矩阵为：
记则则其中，和为待确定的矩阵，且Mi可逆，记记为待确定的矩阵；根据极点配置法配置所述估计误差动态系统的极点如下：给定单位圆中的圆盘区域D(α1，τ1)，其中，α1表示圆心位置，τ1表示半径，如果存在对称正定矩阵矩阵使：Φ
i
≤0，i＝1，
…
，r，其中，则T(h)的特征值位于D(α1，τ1)内，并满足此时所述广义观测器稳定。5.如权利要求4所述的自愈控制方法，其特征在于，步骤S3中根据故障估计值和输出反馈控制律补偿所述污水处理系统的测量输出的步骤包括：定义跟踪误差的积分变量v(k)的计算公式如下：其中，其中，表示所述传感器故障的故障估计值，T
s
表示采样时间，y

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文莉，钟伟民，钱锋，彭鑫，李中美，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：