专利名称：一种水处理混凝投药复合预测控制方法
技术领域：
一种水处理混凝投药复合预测控制方法，涉及水处理混凝投药控制方法领域。
背景技术：
混凝是水厂工艺中的关键技术，直接影响水厂制水质量，而影响混凝效果的重要因素是混凝剂药量的投加量。精确的控制投药不但可以保证出水质量，而且对于降低制水成本有重要意义。目前投药控制尚存在以下问题1、在混凝检测方面，国内主要基于流动电流仪等仪器对出水浊度进行间接检测， 虽然能快速反映出水浊度的变化，但这种仪器对各种水质参数存在交叉，因此抗干扰能力差，工艺条件要求高，调校麻烦，维护困难，该项技术应用受限。2、在控制方法上国内采用闭环PID控制，由于混凝投药过程具有非线性、时变、大滞后的特点，PID控制很难取得好的效果。3、许多研究部门提出各种智能控制策略，如模糊控制、神经网络控制等，这些控制算法处于实验研究和仿真层面，尚未工程化。为解决以上问题，有必要设计一种水处理混凝投药预测控制方法，达到以下目的1、给出一种实用的混凝投药控制工程方法。该方法用预测控制技术，解决混凝过程的非线性、不确定对象的复杂控制问题，用反馈与前馈相结合提高控制精度。2、方法中可对水源水质作预报，其预报结果即在复合控制中的前馈控制中应用， 又可为水厂的科学管理提供依据。3、该方法在保证稳定的出水质量的前提下，可实现节药功能，从而降低水厂的制水成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种水处理混凝投药复合预测控制方法，以解决混凝过程的非线性、不确定对象的复杂控制问题；由于源水水质采样通常有一定的时间间隔，导致出现物理上不能实现的超前项需要对水源水质作预报的问题。本发明通过下述步骤实现利用复合预测控制模型，通过检测水处理混凝过程的源水浊度和出水浊度，结合出水水质设定值，输入复合预测控制模型求得水处理混凝投药量的即时控制量，所述复合预测控制模型的建立包括以下步骤一、混凝过程建模利用典型信号响应与最小二乘结合的原理，建立混凝过程的内扰模型和外扰模型，内扰模型是以投药量为输入量，以水处理混凝出水浊度为输出量，外扰模型是以源水浊度为输入量，以水处理混凝出水浊度为输出量，内扰模型为设计反馈预测控制所用，外扰模型为设计前馈预测控制所用。所建立的模型为有滞后的双惯性对象，其用以下模型描述
权利要求
1. 一种水处理混凝投药复合预测控制方法，其特征在于所述水处理混凝投药复合预测控制方法是利用复合预测控制模型，通过检测水处理混凝过程的源水浊度和出水浊度，结合出水水质设定值，输入复合预测控制模型求得水处理混凝投药量的即时控制量，所述复合预测控制模型通过以下步骤建立一、混凝过程建模利用典型信号响应与最小二乘结合的原理，建立混凝过程的内扰模型和外扰模型，内扰模型是以投药量为输入量，以水处理混凝出水浊度为输出量，外扰模型是以源水浊度为输入量，以水处理混凝出水浊度为输出量，内扰模型为设计反馈预测控制所用，外扰模型为设计前馈预测控制所用。所建立的模型为有滞后的双惯性对象，其用以下模型描述
2. 一种水处理混凝投药复合预测控制方法，其特征在于所述水处理混凝投药复合预测 控制方法是利用复合预测控制模型，通过检测水处理混凝过程的源水浊度和出水浊度，结 合出水水质设定值，输入复合预测控制模型求得水处理混凝投药量的即时控制量，所述复 合预测控制模型通过以下步骤建立一、混凝过程建模利用典型信号响应与最小二乘结合的原理，建立混凝过程的内扰模型和外扰模型，内扰模型是以投药量为输入量，以水处理混凝出水浊度为输出量，外扰模型是以源水浊度为输入量，以水处理混凝出水浊度为输出量，内扰模型为设计反馈预测控制所用，外扰模型为设计前馈预测控制所用。所建立的模型为有滞后的双惯性对象，其用以下模型描述公式一 -G(s)=-—-Λ、. “(7^ + 1)(7^ + 1)其中K为比例系数，τ为纯延迟时间，T1和T2为双惯性的时间常数，K、τ、1\、T2可用以下关系求得公式二 V = U θ + Ω
全文摘要
一种水处理混凝投药复合预测控制方法，本发明涉及水处理混凝投药控制方法，以解决混凝过程的非线性、不确定对象的复杂控制问题。具体为建立复合预测控制模型，通过检测水处理混凝过程的源水浊度和出水浊度，结合出水水质设定值，输入复合预测控制模型求得水处理混凝投药量的即时控制量，其中建立复合预测控制模型为用简化的DMC控制和源水水质扰动前馈预测控制的复合预测控制方法对水厂的水处理混凝投药进行控制，前馈控制中的源水浊度可用基于AR预报的时间序列预报法进行预报。采用简化的DMC控制和前馈预测控制相结合来提高控制精度，采用基于AR预报的时间序列预报法解决采样通常有一定的时间间隔问题，用于水厂水处理混凝投药控制。
文档编号C02F1/52GK102540897SQ201210066820
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者于德亮, 王林, 王民栋, 齐维贵 申请人:黑龙江盛大环保建筑工程有限责任公司