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1、144傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第7期一種模糊自適應(yīng)PID控制在溶解氧中的應(yīng)用湯斌斌，陳敏芳，熊偉麗，徐保國(guó)(1．江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫214122；2．江南大學(xué)輕工過(guò)程先進(jìn)控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122)摘要：針對(duì)污水處理過(guò)程的非線性、不穩(wěn)定性和不確定性，將活性污水處理系統(tǒng)非線性數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為參數(shù)有界的變參數(shù)正則狀態(tài)方程，并對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行了可控性與穩(wěn)定性分析，提出了一種基于混沌遺傳算法優(yōu)化的模
2、糊自適應(yīng)PID控制器。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)表明：CGA法提高了種群個(gè)體的多樣性，有效地避免了“早熟”和局部最優(yōu)現(xiàn)象；優(yōu)化后的控制器在超調(diào)量、上升速度、穩(wěn)定時(shí)間等性能上得到明顯改善。關(guān)鍵詞：溶解氧；模糊；混沌CGA遺傳算法中圖分類號(hào)：TP31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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引言藝，其基
6、本流程包括一沉池、曝氣池、二沉池、曝氣系統(tǒng)及污在污水處理過(guò)程中曝氣池溶解氧量的高低直接影響著泥回流系統(tǒng)，如圖1所示。有機(jī)物的去除效率，同時(shí)也是影響運(yùn)行費(fèi)用和出水水質(zhì)的進(jìn)出水水重要因素。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于溶解氧量的控制一般采用手動(dòng)或傳統(tǒng)的PID的方法，無(wú)法滿足溶解氧控制系統(tǒng)的非線性、大慣性和難于精確建模等特點(diǎn)。針對(duì)這些問(wèn)題，一些學(xué)者對(duì)溶解氧控制進(jìn)行了研究，其中，楊世品、陳林等人提出基圖1活性污泥法處理過(guò)程簡(jiǎn)易示意圖于模糊PID控制策略J，利用模糊控制原理很好地解決了Fig1Diagramofactiva
7、tedsludgeprocessingprocedure非線性和難于建模的特點(diǎn)，但模糊控制主要依賴于專家經(jīng)對(duì)處理系統(tǒng)中的有機(jī)底物和微生物等作物料平衡，根據(jù)驗(yàn)，自學(xué)習(xí)能力較差。于是，胡玉玲、喬俊飛加入了神經(jīng)網(wǎng)文獻(xiàn)[2]得到活性污泥法污水處理過(guò)程的基本狀態(tài)方程為絡(luò)控制J，提高了模糊控制的自學(xué)習(xí)能力，控制效果較好。本文提出了一種基于混沌遺傳算法(CGA)優(yōu)化的模警一一8Q糊白適應(yīng)控制器，并對(duì)變參數(shù)活性污泥系統(tǒng)范圍內(nèi)任意模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，考察該控制器的控制性能。警=一爭(zhēng)一號(hào)．s十號(hào)一s1曝氣池溶解氧量模型
8、仿真dO五(1—)哦y0一6O+dz目前，大多數(shù)污水處理站采用活性污泥法污水處理工．血s收稿日期：2013-04-11基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21206053，21276111)；中國(guó)博士后基金資助項(xiàng)目(2012M511198)；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PAPD)第7期湯斌斌，等：一種模糊自適應(yīng)PID控制在溶解氧中的應(yīng)用145式中．s為曝氣池底物濃度，g／m。；為曝氣池微生物濃度，g／m。；0為曝氣池溶解氧量，g／m。；S為進(jìn)水中底物量，g／m。；。為進(jìn)水中微
