基于非线性模型预测的污水处理过程多目标控制方法技术

针对污水处理过程高度非线性、强耦合性、时变、大滞后和不确定性严重等特点，本发明专利技术提出一种基于非线性模型预测的污水处理过程多目标控制方法，实现对污水处理过程中溶解氧(DO)和硝态氮(SNO)浓度的控制；该控制方法通过建立污水处理过程预测模型，利用非线性模型预测控制方法进行多目标控制，从而提高控制效果，能够快速、准确地使溶解氧和硝态氮达到期望要求；解决了当前基于开关控制和PID控制自适应能力较差的问题；实验结果表明该方法能够快速、准确地控制溶解氧和硝态氮浓度，具有较强的自适应能力，提高污水处理的质量和效率、降低污水处理成本，促进污水处理厂高效稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术利用基于非线性模型预测控制方法实现污水处理过程中溶解氧(DO)和硝态氮(S1J浓度的控制，溶解氧(DO)和硝态氮(S1J的浓度直接决定了污水处理的效果，对出水水质和能耗有着重要影响。污水处理过程中溶解氧(DO)和硝态氮(Sno)的控制作为污水处理的重要环节，是先进制造
的重要分支，既属于控制领域，又属于水处理领域。
技术介绍
随着国民经济的增长和公众环保意识的增强，污水处理自动化技术迎来了前所未有的发展机遇。国家中长期科技发展规划中提出要研究并推广高效、低能耗的污水处理新技术。因此，本专利技术的研究成果具有广阔的应用前景。硝化反应过程是在有氧条件下发生的，溶解氧浓度的大小直接影响了硝化反应进程，溶解氧浓度变大时，系统中出水氨氮和总氮的浓度就会呈下降趋势，但是当溶解氧浓度达到一定值时，出水中的氨氮的变化幅度就减弱了，而且总氮也受硝态氮的影响，硝态氮增加时，总氮浓度也会升高。同时，反硝化反应过程是在缺氧环境下进行的，缺氧区的硝态氮浓度是衡量脱氮效果的重要指标，它反映了反硝化反应过程的进程，将硝态氮浓度控制在一个合适的范围内，能够提高反硝化反应的潜力。因此，对曝气池中溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于非线性模型预测的污水处理过程多目标控制方法，其特征包括以下步骤：(1)确定控制对象；针对序批式间歇活性污泥系统中溶解氧和硝态氮进行控制，以曝气量和内循环回流量为控制量，溶解氧和硝态氮浓度为被控量；(2)设计用于污水处理过程中溶解氧和硝态氮模型预测控制方法的多目标函数：J1(u)=α1[r1(t)-y^1(t)]T[r1(t)-y^1(t)]+ρ1Δu(t)TΔu(t);J2(u)=α2[r2(t)-y^2(t)]T[r2(t)-y^2(t)]+ρ2Δu(t)TΔu(t);---(1)其中r1是溶解氧浓度...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩红桂，伍小龙，王丽丹，乔俊飞，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：