含铜废水pH值控制系统设计和实现

论文摘要

含铜废水pH值的有效控制和废水的无污染排放一直是各国环保和节能减排的重点研究内容之一。论文在综述含铜废水处理研究背景、意义和国内外现状及发展趋势的基础上,深入探讨了含铜废水pH过程模型和pH值与Cu2+浓度控制问题。文章以含铜废水自动控制系统为对象,深入研究并给出了适合pH值控制的各种控制策略。论文首先通过pH过程运行工况分析,运用参数辨识方法——渐消记忆递推最小二乘,建立了pH过程的数学模型;研究了pH值控制的智能预测控制策略;设计了基于分段线性化的广义预测控制,并通过理论仿真论证;而后构成含铜废水pH值模拟控制实验系统,搭建了模拟实验控制系统硬件平台。研究开发并完成了数据采集、发送、接收,pH值预测控制、实验数据存储和显示等功能的软件。试验结果表明pH过程的预测控制器能有效控制含铜废水pH值。论文结合深圳某电路有限公司含铜废水处理控制系统作了含铜废水pH值控制系统应用研究,取得了初步成果。给出的控制系统有良好的应用参考价值。最后,针对废水排放系统中机泵扬程多变、常在低效区运行引起的废水提升耗能的问题,提出了以避免废水外溢等为约束条件的自适应遗传算法的综合控制方法,仿真和模拟实验结果表明:使用自适应遗传算法优化机泵群效率,综合节电效果好。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 含铜废水处理控制国内外研究现状
• 1.3 含铜废水处理控制技术概述
• 1.3.1 含铜废水pH过程分析
• 1.3.2 含铜废水pH值控制决策依据
• 1.3.3 废水pH值预测控制策略
• 1.4 主要研究内容及安排
• 1.5 小结
• 第二章 含铜废水处理系统数学模型及相关问题
• 2.1 含铜废水pH过程
• 2.1.1 静态模型
• 2.1.2 动态模型
• 2.2 含铜废水pH值控制问题
• 2+控制问题'>2.3 含铜废水Cu²⁺控制问题
• 2.4 小结
• 第三章 含铜废水处理控制策略与控制系统设计方案
• 3.1 含铜废水处理预测控制
• 3.2 含铜废水pH值预测控制系统设计
• 3.2.1 pH对象预测模型——渐消记忆递推最小二乘法
• 3.2.2 pH值控制方案——广义预测控制
• 3.2.3 主要参数对系统性能的影响
• 3.3 含铜废水pH值控制策略仿真
• 3.3.1 模型参数辨识
• 3.3.2 预测算法控制
• 3.4 小结
• 第四章 实验系统构建与模拟运行
• 4.1 含铜废水pH值控制系统的硬件结构
• 4.2 控制系统的软件实现
• 4.2.1 控制软件的实现
• 4.2.2 数据库的建立
• 4.2.3 人机界面设计
• 4.3 模拟实验结果及分析
• 4.4 工业过程含铜废水pH值控制系统实现初步
• 4.5 小结
• 第五章 提升废水机泵群效率优化控制
• 5.1 机泵群效率优化的数学依据
• 5.2 自适应遗传算法的应用
• 5.2.1 编码与适应度函数
• 5.2.2 转速、提升流量、扬程的自适应调整率
• 5.2.3 效率寻优依据
• 5.3 实例仿真
• 5.3.1 基于泵机实际数据的效率寻优
• 5.3.2 模拟实验
• 5.3.3 系统仿真
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 作者简历