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摘要：本系统针对农村污水集中处理A2O工艺进行控制优化，以达到最佳治理的效果。
关键词：A2O工艺；Bang-Bang控制；PID控制；模糊控制；自适应；
1、概述
《全国农村环境综合整治“十三五”规划》中规定农村污水进行集中治理，目前市场上主要以A2O处理工艺为主要方式、控制方式主要以手动为主，不但能耗高，费人工而且治理效果不佳。本系统针对这个情况进行了一系列优化自动控制，加入了有一些比较新颖的控制算法和理论，在不大规模增加成本的情况下，提升了治理效果和节约了能耗。
2、原有工艺简介
系统根据调节池的液位来控制提升泵，将调节池的污水直接工频打入厌氧池，在进行逐级处理，流程入下图1
图1A2O处理工艺流程图
3、控制技术要求介绍
4、主要控制理论和算法
鉴于整个系统过程，孔子厌氧池的DO是个难点，这个主要取决于对于进入厌氧池的污水流量的控制，这里有几个耦合因数：厌氧池大小有关，越大进水速率可以越大，跟污水浓度有关系，浓度越高进水速率越低（厌氧需要更多时间），跟调节池进水速率有关系，防止调节池溢流，如果污水进来速度快需要加大进水速率。控制原理主要根据液位的变化速率和污水原水的COD浓度作为反馈条件，来控制泵的转速大小。作为一个闭环控制，将非线性的Bang-Bang和线性的PID相结合从而使系统运行起来既快又稳，结合控制参数和结果，进行数据分析，建立数据模型库，针对不同工况可以从数据模型库自动调取参数，从而能快速自我适应。
图2变结构式的双模控制回路结构图
如图2所示：当设定值（SP根据液位数模SP自动调整）与检测值（PV）产生一个偏差，由识别机构通过不同的偏差来选择不同的控制器，当偏差大于某个值的时候采用非线性Bang-Bang控制，当偏差小于某个值的时候系统自动切换到线性的PID控制。
4.1Bang-Bang控制器的设计
Bang-Bang控制也称为开关式控制，对于较大的偏差，例如∣En∣≥a，控制量变化u取+Um或-Um，实行非线性开关控制模态，以提高系统的响应速度。其表达式如下：
其中a为选择开关的切换值
4.2PID数字控制器
根据偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）进行控制（简称PID控制），这是在控制系统中应用最广泛的控制规律。本系统中采用的是增量式PID控制器其计算公式如下：
4.3逻辑控制设计
5.0结论
在这种控制模式下不管污水的进水稳不稳定都不影响对厌氧池的进水量，从而将厌氧池的DO稳定的控制在某个参数值。
参考文献：
［1］潘海鹏.变结构双模数字控制算法的研究与应用[J].自动化仪表，2004（02）：24-26.
［2］刘晨晖.多变量过程控制系统解耦理论[M].水利电力出版社，1984.
［3］刘舒.自动控制原理[M].中国人民公安大出版社.2002.1
本文来源: https://www.lunwen90.cn/article/8c80673cd16631b2ae30875d.html