基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混凝投藥控制系統(tǒng)研究.pdf

1、混凝工藝是礦井水處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確控制投藥量是取得良好混凝效果的首要前提。投藥系統(tǒng)不僅與原水水質(zhì)參數(shù)有關(guān)，而且受到復(fù)雜的混凝工藝影響，屬于大滯后、非線性、時(shí)變系統(tǒng)，一直未能得到有效地控制。 論文全面分析了影響混凝效果的水質(zhì)參數(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)外混凝投藥控制方法進(jìn)行了比較分析。這些方法都是以常規(guī)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用有一定的難度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制則基本上不依賴數(shù)學(xué)模型，適用于混凝投藥這種高度非線性和不確定性的被控對(duì)象。因此，本文旨在建

2、立基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的混凝投藥系統(tǒng)。 在深入研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程辨識(shí)理論的基礎(chǔ)上，針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工程中應(yīng)用所存在的問(wèn)題，對(duì)如何確定網(wǎng)絡(luò)的隱層節(jié)點(diǎn)的工程實(shí)際，本文提出了一種隱層節(jié)點(diǎn)優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)算法。其基本思想是根據(jù)隱層節(jié)點(diǎn)的聯(lián)接權(quán)值和閾值變化情況，自動(dòng)刪除病態(tài)的聯(lián)接權(quán)值和隱層節(jié)點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)功能匹配，最終使得每個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)都在正常狀態(tài)。這種算法既簡(jiǎn)化了BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，又提高了運(yùn)行效率。 在詳細(xì)研究混凝機(jī)理和混凝動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合

3、工程實(shí)際建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混凝投藥控制模型。模型分為兩個(gè)部分，一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)理論的原水水質(zhì)參數(shù)前饋控制器，一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的沉淀過(guò)濾池出水濁度參數(shù)反饋控制器。 原水水質(zhì)參數(shù)前饋控制是通過(guò)對(duì)原水水質(zhì)參數(shù)的測(cè)量，并根據(jù)其參數(shù)變化特性來(lái)控制投藥量。由于整個(gè)礦井水水處理系統(tǒng)由于具有慣性和純滯后的特性，當(dāng)原水水質(zhì)參數(shù)發(fā)生變化，而沉淀過(guò)濾池出水濁度尚未發(fā)生變化時(shí)，前饋控制器就實(shí)施控制，可使被控量不因原水條件的變化而產(chǎn)生效果

4、偏差。 出水濁度參數(shù)反饋控制是通過(guò)對(duì)取樣點(diǎn)參數(shù)的巡回檢測(cè)，將測(cè)量結(jié)果與系統(tǒng)設(shè)定的最優(yōu)值進(jìn)行比較，利用本文設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器來(lái)控制混凝劑的投加量。無(wú)論遇到什么干擾，一旦被控變量的實(shí)際值偏離給定值，反饋控制就自動(dòng)校正偏差，主要用來(lái)補(bǔ)償前饋控制器，從而提高系統(tǒng)的控制精度。 論文針對(duì)鐵法煤業(yè)有限公司大興礦的礦井水處理量和沉淀過(guò)濾設(shè)備，設(shè)計(jì)了具有本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控的全自動(dòng)混凝投藥系統(tǒng)。并將混凝投藥控制模型嵌入到系統(tǒng)中，滿足