專利名稱：一種水處理混凝投藥復合預測控制方法
技術領域：
一種水處理混凝投藥復合預測控制方法，涉及水處理混凝投藥控制方法領域。
背景技術：
混凝是水廠工藝中的關鍵技術，直接影響水廠制水質量，而影響混凝效果的重要因素是混凝劑藥量的投加量。精確的控制投藥不但可以保證出水質量，而且對于降低制水成本有重要意義。目前投藥控制尚存在以下問題1、在混凝檢測方面，國內主要基于流動電流儀等儀器對出水濁度進行間接檢測， 雖然能快速反映出水濁度的變化，但這種儀器對各種水質參數(shù)存在交叉，因此抗干擾能力差，工藝條件要求高，調校麻煩，維護困難，該項技術應用受限。2、在控制方法上國內采用閉環(huán)PID控制，由于混凝投藥過程具有非線性、時變、大滯后的特點，PID控制很難取得好的效果。3、許多研究部門提出各種智能控制策略，如模糊控制、神經網絡控制等，這些控制算法處于實驗研究和仿真層面，尚未工程化。為解決以上問題，有必要設計一種水處理混凝投藥預測控制方法，達到以下目的1、給出一種實用的混凝投藥控制工程方法。該方法用預測控制技術，解決混凝過程的非線性、不確定對象的復雜控制問題，用反饋與前饋相結合提高控制精度。2、方法中可對水源水質作預報，其預報結果即在復合控制中的前饋控制中應用， 又可為水廠的科學管理提供依據。3、該方法在保證穩(wěn)定的出水質量的前提下，可實現(xiàn)節(jié)藥功能，從而降低水廠的制水成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種水處理混凝投藥復合預測控制方法，以解決混凝過程的非線性、不確定對象的復雜控制問題；由于源水水質采樣通常有一定的時間間隔，導致出現(xiàn)物理上不能實現(xiàn)的超前項需要對水源水質作預報的問題。本發(fā)明通過下述步驟實現(xiàn)利用復合預測控制模型，通過檢測水處理混凝過程的源水濁度和出水濁度，結合出水水質設定值，輸入復合預測控制模型求得水處理混凝投藥量的即時控制量，所述復合預測控制模型的建立包括以下步驟一、混凝過程建模利用典型信號響應與最小二乘結合的原理，建立混凝過程的內擾模型和外擾模型，內擾模型是以投藥量為輸入量，以水處理混凝出水濁度為輸出量，外擾模型是以源水濁度為輸入量，以水處理混凝出水濁度為輸出量，內擾模型為設計反饋預測控制所用，外擾模型為設計前饋預測控制所用。所建立的模型為有滯后的雙慣性對象，其用以下模型描述
權利要求
1. 一種水處理混凝投藥復合預測控制方法，其特征在于所述水處理混凝投藥復合預測控制方法是利用復合預測控制模型，通過檢測水處理混凝過程的源水濁度和出水濁度，結合出水水質設定值，輸入復合預測控制模型求得水處理混凝投藥量的即時控制量，所述復合預測控制模型通過以下步驟建立一、混凝過程建模利用典型信號響應與最小二乘結合的原理，建立混凝過程的內擾模型和外擾模型，內擾模型是以投藥量為輸入量，以水處理混凝出水濁度為輸出量，外擾模型是以源水濁度為輸入量，以水處理混凝出水濁度為輸出量，內擾模型為設計反饋預測控制所用，外擾模型為設計前饋預測控制所用。所建立的模型為有滯后的雙慣性對象，其用以下模型描述
2. 一種水處理混凝投藥復合預測控制方法，其特征在于所述水處理混凝投藥復合預測 控制方法是利用復合預測控制模型，通過檢測水處理混凝過程的源水濁度和出水濁度，結 合出水水質設定值，輸入復合預測控制模型求得水處理混凝投藥量的即時控制量，所述復 合預測控制模型通過以下步驟建立一、混凝過程建模利用典型信號響應與最小二乘結合的原理，建立混凝過程的內擾模型和外擾模型，內擾模型是以投藥量為輸入量，以水處理混凝出水濁度為輸出量，外擾模型是以源水濁度為輸入量，以水處理混凝出水濁度為輸出量，內擾模型為設計反饋預測控制所用，外擾模型為設計前饋預測控制所用。所建立的模型為有滯后的雙慣性對象，其用以下模型描述公式一 -G(s)=-—-Λ、. “(7^ + 1)(7^ + 1)其中K為比例系數(shù)，τ為純延遲時間，T1和T2為雙慣性的時間常數(shù)，K、τ、1\、T2可用以下關系求得公式二 V = U θ + Ω
全文摘要
一種水處理混凝投藥復合預測控制方法，本發(fā)明涉及水處理混凝投藥控制方法，以解決混凝過程的非線性、不確定對象的復雜控制問題。具體為建立復合預測控制模型，通過檢測水處理混凝過程的源水濁度和出水濁度，結合出水水質設定值，輸入復合預測控制模型求得水處理混凝投藥量的即時控制量，其中建立復合預測控制模型為用簡化的DMC控制和源水水質擾動前饋預測控制的復合預測控制方法對水廠的水處理混凝投藥進行控制，前饋控制中的源水濁度可用基于AR預報的時間序列預報法進行預報。采用簡化的DMC控制和前饋預測控制相結合來提高控制精度，采用基于AR預報的時間序列預報法解決采樣通常有一定的時間間隔問題，用于水廠水處理混凝投藥控制。
文檔編號C02F1/52GK102540897SQ201210066820
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權日2012年3月14日
發(fā)明者于德亮, 王林, 王民棟, 齊維貴 申請人:黑龍江盛大環(huán)保建筑工程有限責任公司