根據這兩個輸入變量,經過模糊控制器的計算、判斷與決策,作為模糊控制系統輸出變量的則是控制變量的變化量Δui,即曝氣量的變化量。
確定了模糊控制器的輸入與輸出變量后,根據模糊控制理論按照以下步驟實現模糊控制系統。
3.1.1
精確量的模糊化
根據表1所得的試驗結果,將DO的偏差及偏差的變化量用模糊變量來表示,即將被控制變量進行模糊化處理,得到模糊集合向量。
對誤差E,誤差變化CE及控制量u的模糊集及其論域定義如下:?
CE和u的模糊集均為:{NB,NM,NS,O,PS,PM,PB}?
E的模糊集為:{NB,NM,NS,NO,PO,PS,PM,PB}?
上述模糊語言變量的意義:?
NB=Negative
Big(負大)?
PB=Positive
Big(正大)?
NM=Negative
Medium(負中)?
PM=Positive
Medium(正中)?
NS=Negative
Small(負小)?PS=Positive
Small(正小)?
NO=Negative
Zero(負零)?
PO=Positive
Zero(正零)?
O=Zero?
E和CE的論域均為:{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5,+6}?
u的論域為:{-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5,+6,+7}?
將Ei、CEi、ui化為各自論域上離散的整型變量,即整型化處理。在此設定DOs=2.0mg/L,是相對于COD=1000
mg/L、曝氣量為0.6m3/h、反應9min時的DO濃度。
E、CE及u的模糊集和論域確定后,須對模糊語言變量確定隸屬函數,即所謂對模糊變量賦值,就是確定論域內元素對模糊語言變量的隸屬度。上述論域E、CE、u上的模糊變量均假定為正態型模糊變量,其正態函數為:?
F(x)=exp[-((x-a)/σ)2] (3)
此函數確定了模糊隸屬函數曲線的形狀。將確定的隸屬函數曲線離散化,就得到了有限個點上的隸屬度,便構成了一個相應的模糊變量的模糊子集。
3.1.2
建立模糊控制規則
在試驗基礎上,分析DO與有機物降解及曝氣量之間的關系,建立以模糊語言表示的模糊控制推理的合成規則和模糊控制規則。
根據操作過程中可能遇到的各種情況和系統的運行數據,將相應的控制策略歸納為表2,這是一組根據系統輸出的誤差及誤差的變化趨勢來消除誤差的模糊控制規則。
表2
SBR法曝氣過程模糊控制規則表 |
||||||||
E |
CE |
| ||||||
NB |
NM |
NS |
O |
PS |
PM |
PB |
| |
△u |
| |||||||
NB |
PB |
PB |
PB |
PB |
PM |
PS |
O |
|
NM |
PB |
PB |
PB |
PM |
PS |
O |
NS |
|
NS |
PB |
PM |
PM |
PS |
O |
NS |
NM |
|
NO |
PM |
PM |
PS |
O |
NS |
NS |
NM |
|
PO |
PM |
PS |
PS |
O |
NS |
NM |
NM |
|
PS |
PM |
PS |
O |
NS |
NM |
NM |
NB |
|
PM |
PS |
O |
NS |
NM |
NB |
NB |
NB |
|
PB |
O |
NS |
NM |
NB |
NB |
NB |
NB |
|
上述這些模糊控制規則可以用模糊條件語句來描述,例如:?
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