目录 1
第1章 仿真 1
第一节 模型的建立 1
一、模型分类 2
二、简单系统建模 2
例1.1 液槽水量模型 3
例1.2 带溢流堰液槽液位模型 3
例1.3 调节池水质模型 4
例1.4 曝气池溶解氧浓度模型 5
例1.5 污泥耗氧速率模型 6
例1.6 污泥生长及氮的消耗模型 6
例1.7 异养菌好氧生长与有机碳消耗模型 7
三、复杂系统建模 11
例1.8 活性污泥过程数学模型 11
例1.9 厌氧消化过程数学模型 20
例1.10 二沉池一维浓度分布模型 24
例1.11 沉淀池二维流场模型 28
第二节 模型的分析 41
一、四阶龙格-库塔法 41
例1.12 溶解氧浓度So及易降解有机碳浓度Sso对系统的影响 43
二、有限差分法 54
例1.13 矩形二沉池流体流速及固体浓度稳态分布 65
第三节 MatLab/SimuLink应用 69
例1.14 利用SimuLink编制基于ASM1的活性污泥过程数学模型 69
第2章 过程控制 79
第一节 反馈控制 80
一、比例控制 81
二、积分控制 82
三、微分控制 85
例2.1 溶解氧浓度PI控制 87
一、控制器 91
第二节 自动化仪表 91
二、执行器 99
三、检测器和变送器 105
例2.2 初沉池和污泥泵的过程控制 113
例2.3 流量分配的过程控制 117
例2.4 溶解氧DO和风机的过程控制 117
例2.5 深冷制氧的过程控制 119
例2.6 污泥回流的过程控制 121
例2.7 废弃污泥的过程控制 123
例2.8 药剂投放的过程控制 124
第三节 可编程逻辑控制器（PLC） 127
一、PLC的基本概念 127
二、开关量控制 132
例2.9 空气压缩机PLC控制 132
例2.10 锅炉运行PLC顺序控制 133
三、模拟量控制 135
例2.11 温度PLC控制 147
四、编程方法 149
例2.12 SBR程序PLC控制 152
第3章 动态分析 166
第一节 输入-输出模型 166
例3.1 搅拌槽加热器输入-输出模型 167
例3.2 混合过程的输入-输出模型 169
第二节 非线性系统的线性化 173
一、单变量系统的线性化 173
例3.3 废水储槽液位模型线性化 174
二、多变量系统的线性化 175
例3.4 连续搅拌反应釜模型线性化 175
第三节 传递函数 176
一、拉普拉斯变换 177
二、传递函数 180
例3.5 连续搅拌反应釜的传递矩阵及其零点和极点 181
三、拉普拉斯反变换 183
第四节 过程动态分析 185
一、定性分析 185
二、定量分析 187
例3.6 储槽液位模型分析 188
例3.7 两个串联相互无影响的质量容量 192
例3.8 两个串联相互有影响的质量容量 194
第五节 反馈控制过程动态响应 195
一、闭环动态响应 195
例3.9 求储槽加热器温度反馈控制系统的闭环响应 197
二、比例控制对过程动态的作用 198
三、积分控制对过程动态的作用 200
四、微分控制对过程动态的作用 201
第4章 人工智能 203
第一节 神经网络 203
一、基本概念 204
二、训练方法 208
例4.1 活性污泥过程曝气池曝气控制神经网络模型 213
例4.2 活性污泥过程动态分析神经网络模型 216
三、神经网络控制 218
四、MatLab神经网络工具箱应用 221
例4.3 简化ASM1的神经网络模拟 221
例4.4 液槽混合浓度神经网络模型预测控制 226
第二节 专家系统 233
一、基本概念 233
二、知识库构建 235
例4.5 活性污泥过程故障诊断专家系统知识库 239
三、专家系统编制 242
例4.6 利用MS Visusal Basic 5.0和Access 97编制专家系统软件 242
四、专家系统控制 248
第三节 模糊控制 252
一、模糊集原理 253
二、模糊控制设计方法 268
例4.7 污泥脱水模糊控制系统设计 272
例4.8 曝气池曝气流量模糊控制 276
三、MatLab模糊控制工具箱应用 279
例4.9 污泥回流模糊控制设计 279
第5章 复杂控制系统 285
第一节 串级控制系统 285
一、结构与原理 285
二、应用实例 287
第二节 比值控制系统 290
一、结构与原理 290
二、应用实例 294
第三节 均匀控制系统 296
一、结构与原理 296
三、串级均匀控制系统 297
二、简单均匀控制系统 297
四、双冲量均匀控制系统 299
第四节 分程控制系统 299
一、结构与原理 299
二、应用实例 301
第五节 自动选择性控制系统 304
一、选择器在变送器和调节器之间 305
二、选择器在调节器和调节阀之间 307
三、应用实例 310
第六节 前馈控制系统 312
一、结构与原理 313
二、应用实例 315
第七节 非线性控制系统 317
一、结构与原理 318
二、应用实例 319
主要参考文献 323