自适应模糊PID对溶解氧的智能控制

张陈 李明河 沈鹏

摘  要：针对污水处理的非线性、滞后性和不确定性，提出将智能控制中的模糊控制和传统的PID控制相结合，使得控制器同时具有模糊控制的强鲁棒性和普通PID的优稳定性。通过MATLAB模拟表明，相较于传统PID控制器而言，模糊PID溶解氧控制系统在污水处理过程中具有响应速度快、震荡较小、稳定性好等优点。

关键词：污水处理；模糊控制；溶解氧；模糊PID

中图分类号：TP39；X70 文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）01-0107-04

Intelligent Control of Adaptive Fuzzy PID on Dissolved Oxygen

ZHANG Chen， LI Minghe， SHEN Peng

（School of Electrical and Information Engineering， Anhui University of Technology， Maanshan  243002， China）

Abstract： Aiming at the fact that sewage treatment is nonlinear， large lag and uncertainty， it is proposed to combine fuzzy control in intelligent control with traditional PID control， so that the controller has both strong robustness of fuzzy control and excellent stability of ordinary PID. MATLAB simulation shows that compared with the traditional PID controller， during the sewage treatment process， the fuzzy PID dissolved oxygen control system has the advantages of fast response， small shock and good stability.

Keywords： sewage treatment; fuzzy control; dissolved oxygen; fuzzy PID

0  引  言

随着人类社会不断地进步发展，科技不断地创新，人们正快速地进入现代化。现代化的标志大城市集群化以及轻重工业集中化也随着现代化的发展迅猛发展，随之而来的是水资源的质量和人均持水量都在逐步降低[1]。改革开放以来，在近三十年的时间里我国由于重视经济建设，忽视了经济发展和环境保护之间的平衡，导致了严重的环境和水污染[2]。城市和工厂的污水处理逐渐成了公众以及政府关注的焦点[3]。现阶段我国大部分的乡村污水处理设备较少，因而可知，大部分的乡村污水得不到处理，设备和技术相对较为落后[4]。

溶解氧在污水处理中尤为重要，其关系着污水处理效果和能耗以及企业效益。在曝气量较少溶解氧含量较低时，活性污泥的活性会降低，使污水处理的达不到排放标准，出水水质达不到要求；而当曝气量较高时，污泥会发生污泥膨胀，需要经常清污，而且时间过长不经济，影响企业效益。对于溶解氧在污水处理过程中存在的严重滞后、难以确定和非线性等特点，许多学者对其做了大量的针对研究。……