[發明專利]基于模糊和閉環控制的壓載水殺菌裝置優化方法及系統在審
| 申請號： | 202010183680.0 | 申請日： | 2020-03-16 |
| 公開（公告）號： | CN111399378A | 公開（公告）日： | 2020-07-10 |
| 發明（設計）人： | 張衛東;歐林林;衣博文 | 申請（專利權）人： | 上海交通大學 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04;C02F1/00 |
| 代理公司： | 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 丁云 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 模糊 閉環控制 壓載水 殺菌 裝置 優化 方法 系統 | ||
1.一種基于模糊和閉環控制的壓載水殺菌裝置優化方法，其特征在于，該方法用于匹配水質情況和壓載水殺菌裝置的運行功率，包括如下步驟：
(1)測量壓載水殺菌裝置入水口的水質濁度和藻類豐度，進行模糊控制得到殺菌裝置功率P1；
(2)將設定的藻類豐度作為輸入，壓載水殺菌裝置出水口藻類豐度作為反饋進行閉環控制，得到殺菌裝置功率P2；
(3)融合殺菌裝置功率P1和P2，得到總功率P；
(4)殺菌裝置運行在功率P，完成入水口的水質濁度和藻類豐度與運行功率的匹配。
2.根據權利要求1所述的一種基于模糊和閉環控制的壓載水殺菌裝置優化方法，其特征在于，步驟(1)具體為：
(1.1)，選取壓載水殺菌裝置入水口的水質濁度T和藻類豐度F作為兩個輸入變量，選取殺菌裝置功率P1為輸出變量；
(1.2)選取模糊控制器的量化因子，得到模糊控制器輸入量和輸出量的模糊論域區間為[0,1]，將模糊控制器的輸入變量水質濁度T劃分為五個模糊子集，輸入變量藻類豐度F劃分為五個模糊子集，輸出變量殺菌裝置功率P1劃分為五個模糊子集。
(1.3)對輸入變量和輸出變量模糊子集進行劃分，制定水質濁度T、藻類豐度F和殺菌裝置功率P1隸屬度函數，確定模糊控制系統的控制規則；
(1.4)采用加權平均法使模糊量清晰化，將輸出變量的隸屬函數定義為輸出功率，根據模糊邏輯控制規則表，得到精確的殺菌裝置功率P1。
3.根據權利要求1所述的一種基于模糊和閉環控制的壓載水殺菌裝置優化方法，其特征在于，步驟(2)具體為：
(2.1)設計PID控制器；
(2.2)將設定的藻類豐度作為閉環控制的輸入變量Din，壓載水殺菌裝置出水口藻類豐度作為輸出變量Dout，輸出變量通過反饋回路與輸入變量產生差值e：
e＝Din-Dout；
(2.3)將輸入變量和輸出變量的差值e輸入至PID控制器獲取殺菌裝置功率P2。
4.根據權利要求1所述的一種基于模糊和閉環控制的壓載水殺菌裝置優化方法，其特征在于，步驟(3)采用加權求和方式融合殺菌裝置功率P1和P2，即：P＝x1P1+x2P2，其中，x1和x2為權重。
5.一種基于模糊和閉環控制的壓載水殺菌裝置優化系統，其特征在于，該系統用于匹配水質情況和壓載水殺菌裝置的運行功率，該系統包括：
壓載水殺菌裝置入水口及出水口檢測傳感器：獲取壓載水殺菌裝置入水口水質濁度和藻類豐度以及壓載水殺菌裝置出水口藻類豐度；
模糊控制模塊：該模塊將壓載水殺菌裝置入水口水質濁度和藻類豐度作為輸入，通過模糊控制后輸出殺菌裝置功率P1；
閉環控制模塊：該模塊將設定的藻類豐度作為輸入，壓載水殺菌裝置出水口藻類豐度測量值作為反饋，通過閉環控制后得到殺菌裝置功率P2；
融合模塊：該模塊融合殺菌裝置功率P1和P2，得到總功率P；
殺菌裝置驅動模塊：驅動殺菌裝置運行在功率P，完成入水口的水質濁度和藻類豐度與運行功率的匹配。
6.根據權利要求5所述的一種基于模糊和閉環控制的壓載水殺菌裝置優化系統，其特征在于，所述的模糊控制模塊包括模糊控制器，模糊控制器的輸入變量為壓載水殺菌裝置入水口水質濁度和藻類豐度，輸出變量為殺菌裝置功率P1。
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