环境工程仿真与控制PDF电子书下载

第一章 仿真 1

第一节 模型的建立 1

一、模型分类 2

二、建模方法 2

例1.1 活性污泥过程模型 3

例1.2 厌氧消化过程模型 10

例1.3 二沉池一维浓度分布模型 14

例1.4 沉淀池二维流场模型 18

第二节 模型的分析 29

一、四阶龙格--库塔法 29

例1.5 活性污泥过程各组分的浓度变化分析 32

二、有限差分法 34

例1.6 二沉池流体流速及固体浓度分布分析 41

第二章 过程控制 46

第一节 反馈控制 47

一、比例控制 47

二、积分控制 50

三、微分控制 52

第二节 自动化仪表 55

一、控制器 55

二、执行器 63

三、检测器和变送器 69

例2.1 初沉池和污泥泵的控制 77

例2.2 流量分配的控制 78

例2.3 溶解氧DD和风机的控制 80

例2.4 深冷制氧的控制 83

例2.5 污泥回流的控制 83

例2.6 废弃污泥的控制 86

例2.7 药剂投放的控制 88

第三章 动态分析 91

第一节 输入--输出模型 91

例3.1 搅拌槽加热器的输入--输出模型 92

例3.2 混合过程的输入--输出模型 93

第二节 非线性系统线性化 97

一、单变量系统线性化 97

例3.3 废水储槽液位模型线性化 98

例3.4 连续搅拌反应釜模型线性化 99

二、多变量系统线性化 99

第三节 传递函数 100

一、拉普拉斯变换 101

二、传递函数 103

例3.5 连续搅拌反应釜的传递矩阵 105

三、拉普拉斯反变换 106

第四节 过程动态分析 109

一、定性分析 109

二、定量分析 110

例3.6 一阶储槽的时间常数和稳态增益 111

例3.7 两个储槽串联相互无影响的质量容量 115

例3.8 两个储槽串联相互有影响的质量容量 116

一、闭环动态响应 118

第五节 反馈控制过程动态响应 118

例3.9 储槽加热器温度反馈控制系统的闭环响应 119

二、比例控制对过程动态的作用 121

三、积分控制对过程动态的作用 122

四、微分控制对过程动态的作用 123

第四章 人工智能 125

第一节 神经网络 125

一、基本概念 126

二、训练方法 130

例4.1 活性污泥过程曝气控制神经网络模型 134

例4.2 活性污泥过程动态分析神经网络模型 135

三、神经网络控制 138

一、基本概念 141

第二节 专家系统 141

二、知识库构建 144

例4.3 活性污泥过程故障诊断专家系统知识库 147

三、专家系统编制 148

例4.4 利用MS Visual Basic5.0和Access97编制专家系统软件 148

四、专家系统控制 154

第三节 模糊控制 158

一、模糊集原理 160

二、模糊控制设计方法 167

例4.5 污泥脱水模糊控制系统设计 170

例4.6 曝气池曝气流量模糊控制 175

一、结构与原理 178

第五章 复杂控制系统 178

第一节 串级控制系统 178

二、应用范围 180

第二节 比值控制系统 183

一、结构与原理 183

二、应用举例 187

第三节 均匀控制系统 188

一、简单均匀控制系统 189

二、串级均匀控制系统 190

三、双冲量均匀控制系统 191

第四节 分程控制系统 192

一、结构与原理 192

二、应用范围 193

第五节 自动选择性控制系统 196

一、选择器在变送器和调节器之间 197

二、选择器在调节器和调节阀之间 199

三、应用范围 201

第六节 前馈控制系统 204

一、结构与原理 204

二、应用范围 207

第七节 非线性控制系统 209

一、结构与原理 209

二、应用实例 211

主要参考文献 214