基于水质的污水处理过程事件触发模型预测控制

摘要

研究了将模型预测控制(MPC)应用于污水处理(WWTP)这类大型非线性系统时的求解耗时性和计算复杂性问题，提出了一种新的事件触发控制策略加以解决，模型预测控制器只有在满足相应的触发条件时才进行信息的更新和优化问题的求解。为了保障系统性能，该方法将出水水质融入事件触发逻辑条件的设计中，并引入出水水质系数，用于建立输出变量与出水水质之间的关系，通过这种关系间接反映了WWTP的性能，并根据该性能指标调整控制动作以降低计算成本，同时可以采用不同的出水水质系数增强算法的灵活性。实验结果表明，在保证出水水质和总成本指数基本不受影响的情况下，计算时间可以减少27.1%～42.7%。

关键词

模型预测控制 / 污水处理 / 仿真基准模型1(BSM1) / 事件触发控制 / 出水水质

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2018YFB2003704); 国家自然科学基金资助项目(61503257)