活性污泥法污水处理过程模糊广义预测控制研究的任务书.docx

活性污泥法污水处理过程模糊广义预测控制研究的任务书
一、选题背景
随着城市化进程加快，城市污水处理成为治理环境污染的重要环节。传统的生物处理技术中，活性污泥法无疑是应用最为广泛的一种处理方式。活性污泥处理技术具有处理效率高、成本低、操作方便等优点，已成为工业和生活污水处理中主要的处理技术之一。然而，在实际运行中，由于活性污泥处理系统的非线性、时变性，使其控制过程存在较大的不确定性，如何保证系统稳定、高效的运行成为了科学家和工程师们所关心的热门问题。因此，对活性污泥法污水处理过程模糊广义预测控制进行研究具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在探究活性污泥法污水处理过程模糊广义预测控制的工程应用效果，具体研究目的如下：
1.建立活性污泥法污水处理过程的数学模型与控制系统框架，构建相应的实验平台。
2.将模糊控制与广义预测控制相结合，研究不同模糊控制器和广义预测控制器的设计方案，并在实验中对比分析各种控制方法的鲁棒性、稳定性和控制性能。
3.采用MATLAB/Simulink环境下的仿真平台，模拟活性污泥法污水处理过程中的控制效果，集成实验数据，验证控制算法的有效性和可行性。
4.确定控制系统在实际运行中的参数范围，并对该系统的性能进行实际测试和分析，判断其在实际工程应用中的实用性和可靠性。
三、研究内容及拟定工作计划
1.文献研究
文献综述是本研究的重要部分，需要综合阅读相关文献，了解活性污泥法污水处理过程的研究现状、研究方法和研究方向。具体工作计划如下：
①查找与活性污泥法污水处理过程及其控制相关的研究文献和国内外学术期刊，并阅读全文进行综合分析。
②对活性污泥法污水处理过程中存在的研究难点和亟待解决的问题进行深入探讨，并提出自己的研究思路和解决方案。
2.建立数学模型和控制系统框架
数学模型是控制系统设计的基础，本研究需要建立起活性污泥法污水处理过程的数学模型和相应的控制系统框架。具体工作计划如下：
①对目标污水处理站进行现场考察，获取实验数据，分析水质、温度等影响因素，并对硬件实现进行优化。
②建立包括活性污泥池、曝气池、二沉池在内的污水处理系统的数学模型，并设计相应的反馈控制系统。
③开发适用于该处理系统的控制软件，在软件中实现模糊控制和广义预测控制算法，并进行参数调节和优化。
3.控制算法及仿真研究
本研究将不同的模糊控制方法和广义预测控制方法相结合，进行仿真和比较分析。具体工作计划如下：
①分别设计基于模糊控制和广义预测控制的控制器，比较各种控制器在不同工况下的控制效果和性能。
②采用MATLAB/Simulink环境下的仿真平台，对不同的控制算法进行仿真验证。
③根据仿真实验结果，对控制算法进行分析和评价，并对算法进行改进和优化。
4.验证实验及综合分析
实验验证是探究活性污泥法污水处理过程模糊广义预测控制的关键环节，需要在设备实际运行中进行验证。具体工作计划如下：
①构建实际处理系统，分别采用不同的控制器进行反馈控制。
②采样监测系统运行数据，分析监测结果，评估控制系统的鲁棒性、稳定性和控制性能。
③对实际运行数据进行分析、综合评价，提取实际运行中的规律和特点，总结实验结果。
四、研究意义及预期成果
本研究将探索活性污泥法污水处理过程模糊广义预测控制的工程应用效果，具有以下意义：
1.推动了生态环境领域理论与技术，提高了生态环境保护的技术水平。
2.为污水处理行业提供了一种新的处理方式，具有高效、稳定、可靠的优势。
3.提高了污水处理系统的控制效省、降低了运行成本，有助于吸引更多的投资和技术研发。
预期成果：
1.建立起活性污泥法污水处理过程的数学模型及相应的控制系统框架。
2.设计出不同的模糊控制和广义预测控制方法，并进行仿真和控制实验，在实验结果中比较分析各种控制器的鲁棒性、稳定性和控制性能，并进行参数调节和优化。
3.实现程序控制模型的优化，提升控制效率，降低运行成本，提高生态环保的质量和效益。
4.提交一篇具有相对独立性和应用意义的研究成果论文，并具有一定的学术水平及实际应用价值。