基于模糊推理PID参数自整定在鼓风曝气控制中的应用

牛秦洲，张宗喜

（桂林理工大学 机械与控制工程学院，桂林 541004）

0 引言

目前污水处理方法中, 活性污泥法是应用最为广泛的处理方法之一,该工艺以生化反应池为核心处理单元。其中,生化反应池中溶解氧浓度的稳定控制是提高城市污水处理厂生化单元运行效率、保持污水处理厂出水水质达标、降低曝气系统能耗的必要条件。

目前国内污水处理厂对生化反应池鼓风曝气多采用人工控制、时间控制或者进水量比例控制，这些方法不仅消耗大量的人力、物力，而且造成电能的严重浪费。由于污水处理厂的进水水质和水量是变化的、随机的，常规PID控制方法，对系统模型精确性依赖强，其参数往往整定不良，性能欠佳，但是借助PID参数的在线模糊自整定，实时修改PID参数，就可确保系统在运行过程中始终处于优化状态。鼓风曝气过程采用基于模糊推理PID参数自整定技术，是污水处理设备智能化的核心单元技术，也是提高污水处理质量和降低能耗的关键技术。从污水处理设备的技术发展进程看，自动化、智能化是污水处理设备发展的必然趋势。

1 PID参数

1.1 PID参数对系统的影响

要改进PID控制的动态特性，必须研究PID调节参数Kp、Ki和Kd对系统动、静态性能的影响。

1）比例环节的作用是减少偏差，比例系数Kp增大可以加快响应速度，减小系统稳态误差，提高控制精度。过大会产生较大超调，导致系统不稳定；过小可减少系统的超调量，也会降低系统的调节精度，使系统的过渡过程时间延长。……