SBBR單級自養(yǎng)脫氮智能控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、SBBR單級自養(yǎng)脫氮智能控制系統(tǒng)設(shè)計重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：白楊龍指導(dǎo)教師：卿曉霞教授兼職導(dǎo)師：余建平高級工程師學(xué)位類別：工程碩士（建筑與土木工程領(lǐng)域）重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院二O一五年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要針對單級自養(yǎng)脫氮工藝啟動困難和運行難以穩(wěn)定、對自動控制精度要求高的問題，以SBBR單級自養(yǎng)脫氮工藝為研究對象，首先通過試驗，確定了低氨氮濃度進水的總氮去除率最大時DO值；然后，在構(gòu)建基于人工神經(jīng)

2、網(wǎng)絡(luò)的SBBR單級自養(yǎng)脫氮智能控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋和反饋控制器，實現(xiàn)了SBBR單級自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的啟動和高效穩(wěn)定運行。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：①啟動階段試驗研究結(jié)果表明，DO是SBBR單級自養(yǎng)脫氮工藝的主要影響因素，當溫度為30℃、pH為8.0，進水NH4–N濃度為250mg/L、COD濃度為100mg/L時，總氮去除率最大時的DO值為1.42mg/L；進水NH4–N濃度為100mg/L、COD濃度為50mg/L時，

3、總氮去除率最大時的DO值為1.36mg/L；進水NH4–N濃度為50mg/L、COD濃度為50mg/L時，總氮去除率最大時的DO值為1.32mg/L。②構(gòu)建了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SBBR單級自養(yǎng)脫氮智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器組成，采用MATLABSIMULINK對帶滯后環(huán)節(jié)的二階振蕩系統(tǒng)進行仿真，結(jié)果表明：該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)超調(diào)量δ為10.4%，上升時間tr為159s，調(diào)節(jié)時間ts為1

4、87s，靜態(tài)誤差ess為0；傳統(tǒng)PID控制超調(diào)量δ為15.2%，上升時間tr為183s，調(diào)節(jié)時間ts為230s，靜態(tài)誤差ess為0。與傳統(tǒng)PID控制相比，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制超調(diào)量下降4.8%，上升時間減少24s，調(diào)節(jié)時間減少43s。采用該人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制可有效提高控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標。③應(yīng)用課題前期研究和本研究啟動階段的試驗數(shù)據(jù)對RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，當RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)分布密度spread為42時，測試數(shù)據(jù)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸

5、出數(shù)據(jù)間非線性相關(guān)系數(shù)為0.972，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合效果良好。④基于人工神經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的SBBR單級自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)啟動試驗研究結(jié)果表明，根據(jù)不同進水NH4–N和COD濃度下總氮去除率最大時的DO值構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)SBBR單級自養(yǎng)脫氮工藝啟動。⑤基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的SBBR單級自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)運行試驗研究結(jié)果表明，應(yīng)用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制可快速確定不同進水NH4–N和COD濃度下變頻器頻率和DO設(shè)定值；BP神經(jīng)