污水活性污泥处理过程的溶解氧增益调度控制措施

污水活性污泥处理过程的溶解氧增益调度控制措施

卢俊,赵丹丹

  中国石油辽阳石化分公司动力运行部

摘要：现阶段，利用增益调度操控方式探究溶解氧设置数值操控。正所谓增益调度操控具体为对于非线性系统，针对不同平衡点分开实施级数实施，获得了一簇线性化模型，且依据一簇线线性化模型利用线性操控体系常识分开设施操控器。尤其在操控体系运转中，按照运转状况调度不同操控器，致使整体操控系统可较为顺利地完成任务内容，进一步达成非线性体系操控。毕竟溶解氧传送进程表现出非线性，同时溶解氧设置数值在非常长的阶段确保不发生变动，所以通过设置数值当作调度变量才可完成溶解氧的增益调度操控为较为合理的操控方式，通俗来讲，在不同溶解氧设置点实施泰勒级数实施，获得了线性化模型，按照部分线性化模型设计出线性操控器，且按照不相同设置数值调整不相同操控器，进一步达成针对溶解氧的设置数值操控。

关键词：污水活性污染处置；溶解氧增益调度；措施

长期以来，检测污水活性污泥处置进程溶解氧操控效果的关键性能标准为溶解氧浓度上下浮动的状况与耗能损耗；对于溶解氧非线性传送模式，给出了通过溶解氧设置数值当作调度变化量的溶解氧增益调度操控方式；尤其在溶解氧设置数值位置实施泰勒级数获得了线性模型更加有利于再次设置数值位置的非线性系统，随之借助线性操控系统的改善设施方式设计操控器，获得了一簇空间离散线性时不变动操控器；操控系统运转中，依据不相同调度数值，调度线性时不变动操控器，进一步完成溶解氧的非线性操控；最终针对污水活性污泥处置进程的溶解氧操控来实施仿真，模型参数的搜集于实践污水处理厂实施信息，仿真结论得出结论，接下来抛出的增益调度操控方式不管在能耗，抑或者在操控精准度，完全优胜于正常开关操控与PID控制。

一、污水活性污泥处置进程及其溶解氧传递模型分析

    污水活性污泥处置进程通常被当作城市污水处理厂或工业污水处理厂的二级处置单元。非常有特色的污水活性污泥处置进程具体包含了生化反应池与沉淀池。尤其在生化反应池中，微生物消化有机污染物从而生长与繁育，则被称为生化进程。相反在沉淀池中，微生物絮凝起来，且沉淀会底端从而产生大量污泥，其为物理沉淀进程。处置过的污水由沉淀池流出，直到流入江河或流入后续处置单元，比如：起浮处置与膜处置等技艺流程。此外，沉淀在沉淀池中的污泥少数回流至反应池中，进而维持恰当的微生物浓度，其余污泥被当作固体废弃物流出实施浓缩、脱水等处置。

二、增益调度操控器设计分析

增益调度操控为把非线性操控工作划分为不同线性子工作，利用分而整治方式，随即率先为非线性系统在不同操控点上线性化，随后对于各个操控点设计出符合要求的线性操控器，结果将部分线性操控器组合关联起来，从而较好把控整体非线性系统。其最突出的优势为可把线性鲁棒操控方式植入在非线性操控器设计当中，方才能较好地完成非线性系统的操控。增益调度操控设计便捷，可大范围推广应用。如何简要阐述，把溶解氧传送模型编辑成下述通用非线性系统：X=G（x，u），平衡工作点集为（X0，U0）符合G（X0，U0）=0。

接下来简要抛出增益调度操控器的详尽设计程序：第一，核算平衡点，按照溶解设定数值X，或设置数值变动曲线中有限点X0，通过上述公式核算获得了设定值区域平衡点为（X0，U0）。第二，当某平衡点实施一级泰勒级数实施，进一步获取平衡点四周的线性化模型:&x = ▽xG(xo,uo)&x +▽uG(X0，U0 )&u，其中&x = x-xo；u=U-U0，▽uG，▽xG具体划分为G针对x偏导，G针对u偏导。第三，依据线性化模型，利用线性操控体系常识设计出最佳或模型参照追踪操控器。因此，通过设计模型参照追踪操控器举例，设计线性操控器，具体写法为：X=Ax+Bu+go。第四，反复上述两个环节进而 对于部分离散平衡工作点，获得一族空间离散线性时不变操控器第五，在操控体系运转中，按照不相同调度数值，调度线性过程中不变操控器。对于局限操控点来设计获得一簇空间离散线性中不变操控器尤其在操控系统运转中需利用不同方式完成操控器的调节，一般有采取下列方式：第一，切换法，按照调度数值，优选与其相类似的，同时依据此数值设计线性操控器的调度数值，利用线性差值方式获得一个线性控制器。第二，差值法，依据调度数值，及其位于此值相互间的两个已经设计的线性操控器的调度数值，利用线性差值方式获得线性操控器。

三、仿真及其结果具体解析

仿真中需要考量方波追踪难题，且在输送测量中考量白噪声影响，当中红色线显示出当时溶解氧浓度X，蓝线则是理想追踪波形r，绿线则显示操控器u。如何深入对比，利用正常开关操控、PID操控方式，针对此体系实施了仿真，当中实线则显示出实践的溶解氧浓度x，虚线为理想追踪波形r，点线则显示出操控量u。通过对比获知，溶解氧增益调度操控方式显著优势为开关操控与PID操控。通过明确的两个周期内的操控总数量即为反映空气流入数量，且映射出能耗多少，且与追踪偏差方差合计，即为映射溶解氧的浮动状况。其结果为利用增益调度操控，两个调整时长里面操控整体远远小于开关操控的操控整体量，极大小于PID操控名的控制总量。并且增益调度操控的追踪偏差方差极大降低开关操控的追踪偏差方差，极大降低了PID控制追踪偏差方式。不仅如此，增益调度操控追踪偏差方差远低于开关操控追踪偏差方差。基于此，不光通过耗能视角，抑或操控角度，增益调度操控方法势必要显著优胜于日常开关操控与PID操控。

此外，溶解氧传递模型为特殊的非线性进程，针对不同工作点继续不相同操控数据，基于此，利用增益调度，即为面对工作点参数操控，能够明显完善操控性能。日常PID操控单纯操控点完成了性能优越操控，假设运转数据变化至另外操控点，则性能则无法预判是否优质了。此为仿真举例所说明增益调度操控性能波动状况及其控制量大小势必都优胜于日常PID操控与开关操控的起因。

结语

总而言之，在污水活性污泥处置进程中，溶解氧操控中，耗能高低及其操控精准度势必要重视。污水处置场大约70%电能损耗是由溶解氧曝气操控。尤其在溶解氧操控耗能降低代表了整体处理厂能耗降低，进而缩减了投入费用。此外，微生物与好氧菌、厌氧菌生长环境非常敏感，无法较好地顺应土地生长环境突发状况，在溶解氧操控精准度非常差时，进水数量水质剧烈波动从而造成生长环境极端恶劣，从而引发了污水处置进程失效。污水处理进程的溶解氧操控，当作操控理论在环保行业或环境自动方向使用，再加上遭受环保领域自主化方向的使用，长久遭受环保界与操控界的高度关注。

此外，跟常规开关操控、PID操控仿真十分显著，不管在耗能方面或者在操控精准度方面，文章给出溶解氧增益调度操控方式，显示出操控方式表现出显著特性。污水活性污泥处置进程中溶解氧增益调度操控探究，将来污水处理进程的操控送货给予的有力技术扶持。

参考文献

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