申请日2016.06.21
公开(公告)日2016.09.07
IPC分类号C02F3/02
摘要
本发明提供一种渗滤液好氧反应池曝气系统模糊控制方法及系统，所述方法包括：接收检测装置发送的检测输入量，并计算检测输入量与给定值之间的偏差以及所述偏差的变化率以作为模糊控制的输入变量;将输入变量模糊化为模糊输入量，基于模糊输入量进行模糊推理和决策以得到模糊输出量，并将模糊输出量解模糊化为控制输出量;将控制输出量输出至风量分配控制器以控制曝气机的风机风量，其中，检测输入量包括好氧反应池的氧含量，与之相对应的控制输出量为曝气机总风量给定数据。根据本发明，采用模糊控制策略通过对曝气机风机风量的控制实现对好氧反应池氧含量的自动控制，解决渗滤液处理好氧反应中曝气量的PID自动控制不能满足生产需求的问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种渗滤液好氧反应池曝气系统模糊控制方法，其特征在于，所述模糊控制方法包括：
接收检测装置发送的检测输入量，并计算所述检测输入量与给定值之间的偏差以及所述偏差的变化率以作为模糊控制的输入变量;
将所述输入变量模糊化为模糊输入量，基于所述模糊输入量进行模糊推理和决策以得到模糊输出量，并将所述模糊输出量解模糊化为控制输出量;
将所述控制输出量输出至风量分配控制器以控制曝气机的风机风量，
其中，所述检测输入量包括好氧反应池的氧含量，与所述好氧反应池的氧含量相对应的控制输出量为曝气机总风量给定数据。
2.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述将所述输入变量模糊化为模糊输入量包括将所述输入变量映射变换到离散的输入论域。
3.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述输入变量按照下式进行量化：
其中，x表示所述输入变量，Y表示量化后的输入变量，a表示所述输入变量的下限，b表示所述输入变量的上限，n表示量化等级。
4.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述解模糊化按照下式进行：
其中，x表示所述模糊输出量，Y表示所述控制输出量，a表示所述模糊输出量的下限，b表示所述模糊输出量的上限，n表示量化等级。
5.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述输入变量对应的输入论域设置为4，所述模糊输出量对应的输出论域设置为6。
6.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述模糊输入量的语言值模糊子集为[负大(NB)，负小(NS)，零(O)，正小(PS)，正大(PB)]。
7.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述模糊输出量的语言值模糊子集为[负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，零(O)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)]。
8.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述模糊输入量的语言值模糊子集的隶属函数为简单的正态函数，函数类型采用高斯型。
9.根据权利要求1所述的模糊控制方法，其特征在于，所述好氧反应池的氧含量的给定值为10mg/L，所述好氧反应池的氧含量的偏差范围为[-10%,10%]，所述好氧反应池的氧含量的偏差变化率范围为[-3%,3%]。
10.一种渗滤液好氧反应池曝气系统模糊控制系统，其特征在于，所述模糊控制系统包括：
输入模块，用于接收检测装置发送的检测输入量，并计算所述检测输入量与给定值之间的偏差以及所述偏差的变化率以作为模糊控制的输入变量;
处理模块，用于将所述输入变量模糊化为模糊输入量，基于所述模糊输入量进行模糊推理和决策以得到模糊输出量，并将所述模糊输出量解模糊化为控制输出量;
输出模块，用于将所述控制输出量输出至风量分配控制器以控制曝气机的风机风量，
其中，所述检测输入量包括好氧反应池的氧含量，与所述好氧反应池的氧含量相对应的控制输出量为曝气机总风量给定数据。
说明书
一种渗滤液好氧反应池曝气系统模糊控制方法及系统
技术领域
本发明涉及渗滤液处理领域，具体而言涉及一种渗滤液好氧反应池曝气系统模糊控制方法及系统。
背景技术
目前，我国城市生活垃圾的处理主要采用填埋技术或焚烧技术，无论在填埋或焚烧处理过程中都会产生垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中CODCr浓度约6000-70000mg/L，NH3-N浓度约1000-2500mg/L，同时含有大量溶解性固体(钠、钙、氯化物、硫酸盐等)，是一种水质水量变化大、微生物营养元素比例失调、成分极其复杂、污染物浓度高的有机废水，并伴有极重的腐败臭味，如不妥善处理，会对周围的水体和土壤造成严重污染，对周边人民群众的身体健康产生严重威胁。
目前垃圾渗滤液处理方式有生物处理、物化处理和膜处理三种方式，三种方式一般会组合应用，以保证出水达标排放。生物处理用于去除可降解有机物和低浓度的氨氮，一般包括厌氧生物处理和好氧生物处理。其中，在实际的渗滤液好氧生物处理中，曝气机的能耗超过渗滤液处理整个系统能耗的15%，如果能够显著的减少曝气风机的运行功耗，对于全厂的节能具有显著的意义。
在实践中，通常使用PID(比例(proportion)、积分(integration)、微分(differentiation))控制方式自动调节曝气机的曝气量，最终使溶氧值快速稳定的趋于设定值附近。由于生化反应系统的复杂性，有时需要对PID参数进行重新整定，加大曝气风机控制参数的波动，不利于系统的稳定运行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种渗滤液好氧反应池曝气系统模糊控制方法，包括：
接收检测装置发送的检测输入量，并计算所述检测输入量与给定值之间的偏差以及所述偏差的变化率以作为模糊控制的输入变量;
将所述输入变量模糊化为模糊输入量，基于所述模糊输入量进行模糊推理和决策以得到模糊输出量，并将所述模糊输出量解模糊化为控制输出量;
将所述控制输出量输出至风量分配控制器以控制曝气机的风机风量，
其中，所述检测输入量包括好氧反应池的氧含量，与所述好氧反应池的氧含量相对应的控制输出量为曝气机总风量给定数据。
在一个示例中，所述将所述输入变量模糊化为模糊输入量包括将所述输入变量映射变换到离散的输入论域。
在一个示例中，所述输入变量按照下式进行量化：
其中，x表示所述输入变量，Y表示量化后的输入变量，a表示所述输入变量的下限，b表示所述输入变量的上限，n表示量化等级。
在一个示例中，所述解模糊化按照下式进行：
其中，x表示所述模糊输出量，Y表示所述控制输出量，a表示所述模糊输出量的下限，b表示所述模糊输出量的上限，n表示量化等级。
在一个示例中，所述输入变量对应的输入论域设置为4，所述模糊输出量对应的输出论域设置为6。
在一个示例中，所述模糊输入量的语言值模糊子集为[负大(NB)，负小(NS)，零(O)，正小(PS)，正大(PB)]。
在一个示例中，所述模糊输出量的语言值模糊子集为[负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，零(O)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)]。
在一个示例中，所述模糊输入量的语言值模糊子集的隶属函数为简单的正态函数，函数类型采用高斯型。
在一个示例中，所述好氧反应池的氧含量的给定值为10mg/L，所述好氧反应池的氧含量的偏差范围为[-10%,10%]，所述好氧反应池的氧含量的偏差变化率范围为[-3%,3%]。
本发明还提供一种渗滤液好氧反应池曝气系统模糊控制系统，包括：
输入模块，用于接收检测装置发送的检测输入量，并计算所述检测输入量与给定值之间的偏差以及所述偏差的变化率以作为模糊控制的输入变量;
处理模块，用于将所述输入变量模糊化为模糊输入量，基于所述模糊输入量进行模糊推理和决策以得到模糊输出量，并将所述模糊输出量解模糊化为控制输出量;
输出模块，用于将所述控制输出量输出至风量分配控制器以控制曝气机的风机风量，
其中，所述检测输入量包括好氧反应池的氧含量，与所述好氧反应池的氧含量相对应的控制输出量为曝气机总风量给定数据。
根据本发明，采用模糊控制策略通过对曝气机风机风量的控制实现对好氧反应池氧含量的自动控制，能够解决渗滤液处理好氧反应中曝气量的PID自动控制不能满足生产需求的问题，使系统运行的更加稳定，同时解决了曝气风机控制参数波动太大的问题，减少了曝气量，并稳定了好氧反应池的氧含量。
