關鍵字：模糊控制器 化學需氧量 閥門開度 隸屬度 魯棒性

現代城(cheng)市(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)大(da)(da)多采用傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)SBR工藝(yi)和(he)CCAS工藝(yi)，其相應(ying)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)統(tong)均(jun)存在(zai)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)輸送管道長、處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工藝(yi)流程長、占(zhan)地面積(ji)大(da)(da)、系(xi)統(tong)組(zu)成龐大(da)(da)、投入(ru)大(da)(da)、散發(fa)臭(chou)(chou)氣、處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)能(neng)回用、運行費用高(gao)等問(wen)題(ti)(ti)；隨著我國社會經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)(duan)發(fa)展，新興工業城(cheng)市(shi)規模的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)(duan)擴大(da)(da)，人(ren)們(men)(men)對水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求在(zai)不(bu)斷(duan)(duan)地擴大(da)(da)，城(cheng)市(shi)可(ke)(ke)持(chi)續發(fa)展中的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染和(he)節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、居(ju)住(zhu)環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)(de)好壞已(yi)越來越成為(wei)人(ren)們(men)(men)關注的(de)(de)(de)(de)焦(jiao)點，特(te)(te)別是那些產生高(gao)濁(zhuo)度(du)(du)高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)高(gao)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染企業，給(gei)城(cheng)鎮(zhen)人(ren)類生存環(huan)境(jing)帶(dai)來巨大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)壓力(li)(li)(li)，人(ren)們(men)(men)迫切(qie)需(xu)(xu)要一(yi)種(zhong)(zhong)專用于高(gao)濁(zhuo)度(du)(du)高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)新技(ji)術(shu)，SPR污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)技(ji)術(shu)正(zheng)是應(ying)這種(zhong)(zhong)實(shi)際需(xu)(xu)求，依(yi)(yi)靠(kao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)反應(ying)、物理(li)(li)(li)(li)吸附、懸浮泥層精細過濾與(yu)流體力(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)分離原理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)巧妙結合，可(ke)(ke)直接進行高(gao)濁(zhuo)度(du)(du)高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)新技(ji)術(shu)，由于SPR污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)統(tong)具有(you)(you)高(gao)效(xiao)、節(jie)省、占(zhan)地少(shao)、無臭(chou)(chou)氣散發(fa)、污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)凈(jing)化(hua)后(hou)可(ke)(ke)再生利用等特(te)(te)點，使(shi)其成為(wei)解決(jue)城(cheng)市(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染和(he)節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)問(wen)題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)最好途徑之一(yi)；但(dan)由于SPR污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)系(xi)統(tong)出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質和(he)化(hua)學(xue)(xue)(xue)藥(yao)(yao)劑用量大(da)(da)小是依(yi)(yi)靠(kao)紊流速(su)度(du)(du)、混合時間和(he)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)凈(jing)化(hua)罐(guan)(guan)特(te)(te)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)結構(gou)設(she)計，通過污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)在(zai)瓷球污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)凈(jing)化(hua)罐(guan)(guan)內與(yu)藥(yao)(yao)劑取得(de)最佳混凝凈(jing)化(hua)效(xiao)果來保證的(de)(de)(de)(de)，這樣，它們(men)(men)極易(yi)受到電機轉速(su)、紊流速(su)度(du)(du)、電網電壓波動、輸入(ru)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度(du)(du)濃(nong)(nong)度(du)(du)變化(hua)、罐(guan)(guan)內壓力(li)(li)(li)變化(hua)的(de)(de)(de)(de)影響，使(shi)出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質變差，或因(yin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中含有(you)(you)化(hua)學(xue)(xue)(xue)藥(yao)(yao)劑成分較(jiao)大(da)(da)而造成二(er)次(ci)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染，降低系(xi)統(tong)效(xiao)率；為(wei)此，提出一(yi)種(zhong)(zhong)通過對藥(yao)(yao)簡閥門開度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)模糊控(kong)制(zhi)，控(kong)制(zhi)流入(ru)泵前管中的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)(xue)藥(yao)(yao)劑量，達到控(kong)制(zhi)出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)化(hua)學(xue)(xue)(xue)需(xu)(xu)氧量COD保持(chi)恒定(ding)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果，以(yi)保證在(zai)各種(zhong)(zhong)條件下出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質，達到合理(li)(li)(li)(li)投藥(yao)(yao)量的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。

1 藥筒閥門開度的控制原理

SPR污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理(li)工藝流(liu)(liu)程為(wei)：已被(bei)送入污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)池的(de)高(gao)濁度高(gao)濃(nong)度污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)經水(shui)(shui)泵(beng)泵(beng)前管(guan)道(dao)(dao)、藥筒流(liu)(liu)入處、水(shui)(shui)泵(beng)葉輪和蛇(she)形(xing)(xing)管(guan)道(dao)(dao)以一(yi)定的(de)流(liu)(liu)速(su)被(bei)送入瓷(ci)球污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)凈化(hua)(hua)罐(guan)內(nei)(nei)，化(hua)(hua)學(xue)藥劑通過(guo)泵(beng)前吸藥管(guan)道(dao)(dao)、高(gao)速(su)旋轉的(de)水(shui)(shui)泵(beng)葉輪的(de)攪拌(ban)、蛇(she)形(xing)(xing)反(fan)應管(guan)的(de)紊流(liu)(liu)切割和瓷(ci)球反(fan)應罐(guan)內(nei)(nei)球面趨膚效應等(deng)途徑(jing)后得以充分(fen)的(de)混合，使污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)中(zhong)處于溶解狀態的(de)有機污(wu)(wu)(wu)(wu)染物、重金屬離子和有害的(de)鹽類從水(shui)(shui)中(zhong)析(xi)出(chu)(chu)，成(cheng)為(wei)有固相(xiang)界面的(de)微(wei)小顆粒，并依靠污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)凈化(hua)(hua)罐(guan)內(nei)(nei)部結構凝聚吸附，在罐(guan)體(ti)的(de)中(zhong)上部形(xing)(xing)成(cheng)一(yi)個幾十厘米厚、致密(mi)的(de)懸浮(fu)泥(ni)層，對出(chu)(chu)水(shui)(shui)進行過(guo)濾(lv)，輸出(chu)(chu)達(da)標的(de)處理(li)水(shui)(shui)；對罐(guan)內(nei)(nei)的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)處理(li)，當罐(guan)內(nei)(nei)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)懸浮(fu)泥(ni)層達(da)到一(yi)定量后，依靠渦流(liu)(liu)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)向心力、過(guo)濾(lv)水(shui)(shui)力學(xue)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)牽(qian)引力和自身(shen)的(de)重量，被(bei)快速(su)引入污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)濃(nong)縮(suo)室沉降分(fen)離，當污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)濃(nong)縮(suo)室蓄滿時被(bei)定期排出(chu)(chu)。

從上面的(de)(de)工藝流程中(zhong)可以看出(chu)，藥(yao)(yao)筒閥門(men)開度的(de)(de)大小(xiao)在(zai)整個(ge)污(wu)水(shui)處(chu)理過(guo)程中(zhong)起(qi)著很關鍵的(de)(de)作用(yong)，開度過(guo)小(xiao)，隨污(wu)水(shui)流入(ru)的(de)(de)藥(yao)(yao)量(liang)小(xiao)，不(bu)足以達到化學反(fan)應所(suo)需(xu)的(de)(de)藥(yao)(yao)量(liang)，不(bu)能(neng)保(bao)證(zheng)出(chu)水(shui)的(de)(de)COD指標(biao)；開度過(guo)大，隨污(wu)水(shui)流入(ru)的(de)(de)藥(yao)(yao)量(liang)大，造成投入(ru)浪費(fei)和(he)二次污(wu)染；為了(le)使閥門(men)開度能(neng)根據流入(ru)污(wu)水(shui)的(de)(de)實際情況和(he)處(chu)理的(de)(de)效果有合(he)(he)理的(de)(de)開度，選擇處(chu)理后(hou)水(shui)中(zhong)的(de)(de)化學需(xu)氧量(liang)COD大小(xiao)作為衡(heng)量(liang)出(chu)水(shui)水(shui)質好(hao)壞的(de)(de)標(biao)準，通過(guo)監測(ce)出(chu)水(shui)COD大小(xiao)，控(kong)制(zhi)藥(yao)(yao)筒閥門(men)的(de)(de)開度及化學藥(yao)(yao)劑(ji)的(de)(de)流入(ru)量(liang)，使出(chu)水(shui)COD基本(ben)保(bao)持不(bu)變，從而組成了(le)COD閉環控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)模(mo)(mo)式；由于在(zai)SPR污(wu)水(shui)處(chu)理工藝流程中(zhong)存(cun)在(zai)物理、化學、流體(ti)力學等過(guo)程，使整個(ge)過(guo)程非常復雜，此對象為一個(ge)非線性、大滯后(hou)、時變不(bu)確定環節，因而，采用(yong)二維(wei)模(mo)(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)器和(he)傳統(tong)的(de)(de)PI調節器相(xiang)結合(he)(he)，構成混合(he)(he)型模(mo)(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)器的(de)(de)控(kong)制(zhi)形式，組成無差(cha)模(mo)(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)，系(xi)統(tong)框圖如圖1所(suo)示。

系統的(de)(de)(de)(de)工作原理(li)(li)為(wei)：首(shou)先，通過COD在線檢(jian)測儀測定出(chu)水的(de)(de)(de)(de)COD參數與(yu)(yu)給定的(de)(de)(de)(de)COD參數進行比(bi)(bi)較(jiao)，得到(dao)(dao)偏差(cha)信(xin)(xin)號e，送到(dao)(dao)積(ji)分調節器(qi)，同(tong)時(shi)，將偏差(cha)信(xin)(xin)號和(he)一個采(cai)樣周期后該偏差(cha)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)量(liang)(liang)(liang)ec作為(wei)模(mo)糊(hu)控(kong)(kong)制器(qi)的(de)(de)(de)(de)輸入變(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)，經(jing)各自的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)化(hua)因(yin)(yin)子(zi)，送到(dao)(dao)二(er)維(wei)模(mo)糊(hu)控(kong)(kong)制器(qi)進行計(ji)算、判斷與(yu)(yu)決策、非模(mo)糊(hu)化(hua)處理(li)(li)，經(jing)比(bi)(bi)例因(yin)(yin)子(zi)Kuf得到(dao)(dao)控(kong)(kong)制變(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)uf，與(yu)(yu)經(jing)過PI運算和(he)強(qiang)弱因(yin)(yin)子(zi)Kui處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)ui相加(jia)，得到(dao)(dao)藥筒閥門開度的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制變(bian)(bian)量(liang)(liang)(liang)u，實現對(dui)污水中COD的(de)(de)(de)(de)無(wu)靜差(cha)控(kong)(kong)制，提高處理(li)(li)后的(de)(de)(de)(de)水質(zhi)。

2 模糊控制器和積分調節器的設計

2．1 模糊化處理

為了提高系統的(de)性(xing)能，模(mo)(mo)糊控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)采用二維(wei)模(mo)(mo)糊控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)，其輸入信號(hao)分(fen)別(bie)為COD偏差信號(hao)e和偏差的(de)變(bian)化量(liang)ec，閥(fa)門開度控(kong)(kong)制(zhi)信號(hao)uf，其對應的(de)模(mo)(mo)糊變(bian)量(liang)分(fen)別(bie)為E、EC、Uf。

模(mo)糊(hu)化處理就是將輸(shu)(shu)入變量、輸(shu)(shu)出變量、控制變量由(you)基本論域(yu)轉換(huan)成相應的模(mo)糊(hu)論域(yu)。而基本論域(yu)一般由(you)實際(ji)要(yao)求決(jue)定(ding)，模(mo)糊(hu)論域(yu)由(you)經驗設(she)定(ding)，其量化因子、比例因子及實際(ji)輸(shu)(shu)入值的計算(suan)公式為：

式中(zhong)，x為輸入輸出變量的(de)實際值(zhi)，a、b為其基本論(lun)域的(de)上(shang)下限(xian)，c、d為模糊(hu)集(ji)論(lun)域的(de)上(shang)下限(xian)，k為量化因子或比例因子。

根據SPR污水(shui)處理工藝的(de)(de)(de)(de)實際情況(kuang)，通常出(chu)水(shui)COD一般要求(qiu)為(wei)40 mg／L以下，本(ben)系統中(zhong)出(chu)水(shui)COD要求(qiu)基本(ben)穩定在(zai)30 mg／L，設(she)偏差e的(de)(de)(de)(de)基本(ben)論(lun)(lun)域(yu)(yu)為(wei)[-30，30]，其(qi)模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)量(liang)(liang)E的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)論(lun)(lun)域(yu)(yu)為(wei)[-6，6]，則模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)量(liang)(liang)化(hua)(hua)因(yin)(yin)子(zi)Ke=0．2；誤差變化(hua)(hua)率(lv)ec的(de)(de)(de)(de)基本(ben)論(lun)(lun)域(yu)(yu)為(wei)[-6，6]，模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)量(liang)(liang)EC的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)論(lun)(lun)域(yu)(yu)為(wei)[-6，6]，則模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)量(liang)(liang)化(hua)(hua)因(yin)(yin)子(zi)Kec=1；控制(zhi)量(liang)(liang)uf的(de)(de)(de)(de)基本(ben)論(lun)(lun)域(yu)(yu)為(wei)[-78°，78°]，其(qi)模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)量(liang)(liang)Uf的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)論(lun)(lun)域(yu)(yu)為(wei)[-6°，6°]，則比例因(yin)(yin)子(zi)Ku=13。為(wei)了提高穩態精度(du)，E的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)集取8個(ge)元素，有NO和PO之分；EC及Uf的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)糊(hu)(hu)(hu)(hu)集取7個(ge)元素，它們是NB(負大(da))、NM(負中(zhong))、NS(負小(xiao))、NO(負零(ling))、ZO(零(ling))、PO(正零(ling))、PS(正小(xiao))、PM(正中(zhong))、PB(正大(da))。

各變量隸屬(shu)(shu)函數(shu)的(de)確定是(shi)由實際(ji)具(ju)體情(qing)況和設計者的(de)經驗來選擇(ze)的(de)，不(bu)同(tong)形狀隸屬(shu)(shu)函數(shu)所代表(biao)的(de)控制含義(yi)不(bu)同(tong)，系(xi)統(tong)的(de)性(xing)能不(bu)同(tong)，為使(shi)系(xi)統(tong)具(ju)有較好的(de)穩定性(xing)，隸屬(shu)(shu)度函數(shu)均取為三角形函數(shu)，表(biao)1為COD偏差E的(de)隸屬(shu)(shu)度列表(biao)，其他列表(biao)在此(ci)省略。

2．2 模(mo)糊(hu)控制規則(ze)

模(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)規則建立(li)的(de)原(yuan)則是必須保證(zheng)引入模(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)器(qi)能使(shi)系統的(de)動態性能和(he)靜態性能達到最佳(jia)，根(gen)據(ju)總(zong)結的(de)實際(ji)控(kong)制(zhi)經驗和(he)實際(ji)運行情況，建立(li)的(de)糊(hu)控(kong)控(kong)制(zhi)規則可用21條(tiao)模(mo)糊(hu)條(tiao)件語句來(lai)描述(shu)，具體(ti)以表2的(de)形式來(lai)表示(shi)。

2．3 解模(mo)糊化

根(gen)據模(mo)糊(hu)(hu)控(kong)制(zhi)規則(ze)表(biao)2，運用模(mo)糊(hu)(hu)推(tui)理合成規則(ze)，可求出輸出模(mo)糊(hu)(hu)量(liang)(liang)，采用最(zui)大(da)隸屬度法(fa)進行(xing)解模(mo)糊(hu)(hu)化計算(suan)，即可得到(dao)藥(yao)筒(tong)閥門開度控(kong)制(zhi)的模(mo)糊(hu)(hu)控(kong)制(zhi)量(liang)(liang)表(biao)，如表(biao)3所(suo)示。當系統進行(xing)控(kong)制(zhi)時(shi)，只要知道E和EC的值，按此表(biao)所(suo)對(dui)(dui)應的數值乘上比(bi)例因子Kuf，即可得到(dao)藥(yao)簡閥門開度的實際控(kong)制(zhi)量(liang)(liang)，通過對(dui)(dui)流入藥(yao)量(liang)(liang)的控(kong)制(zhi)，實現最(zui)終COD的控(kong)制(zhi)。

2．4 PI調節器設計

為了提高(gao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)靜態性能(neng)和(he)穩態準(zhun)確度(du)，系(xi)統(tong)(tong)(tong)在采(cai)用模(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)的(de)同時，又引入傳統(tong)(tong)(tong)的(de)PI控(kong)制(zhi)，組成了混合型模(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)器(qi)的(de)形(xing)式，PI調節器(qi)采(cai)用位置式數字PI算(suan)法，其參數KPI、TI按典(dian)I系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)二階(jie)最(zui)佳系(xi)統(tong)(tong)(tong)進行(xing)設計(具體(ti)過程省略(lve))，ui的(de)變化范圍為[-12°，12°]，強弱因(yin)子(zi)Kui=0．133 3，它與uf相加共同完(wan)成對藥簡閥門開度(du)的(de)控(kong)制(zhi)。

3 模糊控制的軟件設計

鑒于常規的(de)SPR污水處(chu)理系(xi)統一(yi)般(ban)均(jun)采用(yong)PLC對系(xi)統各部(bu)分進(jin)行開關量控制(zhi)，為(wei)了節(jie)省硬(ying)件(jian)資(zi)源(yuan)，降低成本，根據PLC內(nei)部(bu)資(zi)源(yuan)的(de)使用(yong)狀(zhuang)況，在允(yun)許的(de)條件(jian)下，可在系(xi)統硬(ying)件(jian)方面增(zeng)加A／D模塊(kuai)、D／A模塊(kuai)、COD在線檢測儀及變送(song)電路、藥(yao)筒電閥(fa)門進(jin)行硬(ying)件(jian)改造(zao)；也可采用(yong)PLC+單片機的(de)模式進(jin)行控制(zhi)。

在軟件(jian)方面(mian)，設計(ji)時將(jiang)增(zeng)加硬件(jian)初始化、軟件(jian)初始化，參數Ke、Kec、Kuf、T、KPI、TI的預置和各變量(liang)的量(liang)化，模糊(hu)控(kong)制表及量(liang)化預置、計(ji)算、判斷等內容，其模糊(hu)控(kong)制子程序流程圖如圖2所示(shi)。

4 模糊控制仿真與結論

鑒于本設(she)計(ji)的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)對(dui)象為(wei)電磁閥和污水(shui)凈化(hua)(hua)罐，根據它(ta)們的(de)電磁物理過程和實際運(yun)行情況，其(qi)傳(chuan)遞函(han)數(shu)(shu)可以用(yong)2個慣(guan)性(xing)環節(jie)來等效，為(wei)了分析(xi)該模(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)對(dui)輸(shu)入信號的(de)響應情況，在MATLAB中，用(yong)FUZZY工具(ju)箱構造模(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)，建立了模(mo)糊(hu)控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)仿(fang)(fang)真模(mo)型(xing)，仿(fang)(fang)真參(can)數(shu)(shu)設(she)置(zhi)如(ru)下(xia)：電磁閥的(de)慣(guan)性(xing)時間(jian)(jian)常數(shu)(shu)T1=0．05 s，比(bi)例(li)系(xi)數(shu)(shu)K1=4．8；污水(shui)凈化(hua)(hua)罐的(de)慣(guan)性(xing)時間(jian)(jian)常數(shu)(shu)T2=0．5 s，比(bi)例(li)系(xi)數(shu)(shu)K2=0．44，采樣時間(jian)(jian)T=0．1 s，通(tong)過對(dui)出(chu)水(shui)COD的(de)給定設(she)置(zhi)(30 mg／L)進行仿(fang)(fang)真，仿(fang)(fang)真結果如(ru)圖3所示。從(cong)仿(fang)(fang)真曲線可以看(kan)出(chu)，控(kong)制(zhi)(zhi)速度快，超調量(liang)小，調節(jie)時間(jian)(jian)短，系(xi)統(tong)具(ju)有良好的(de)動(dong)態響應性(xing)能、靜態性(xing)能和較高(gao)的(de)魯(lu)棒(bang)性(xing)。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章