[发明专利]一种曝气污水处理系统及其多参数模糊控制方法

权利要求书

1.一种曝气污水处理系统，该系统包括曝气池、电源单元、数据采集单元、控制单元和执行单元，曝气池设置有由进水主管和多根进水支管，多根进水支管汇集连接进水主管，进水主管连接曝气池，所述的电源单元为数据采集单元、控制单元和执行单元提供电源；其特征在于，所述的数据采集单元包括多级液位传感器、电导率传感器和浊度传感器，在进水主管和多根进水支管分别设置所述的多级液位传感器，进水主管的入口、曝气池中央和排水口分别设置第一电导率传感器、第二电导率传感器和第三电导率传感器，进水主管的入口和排水口分别设置第一浊度传感器和第二浊度传感器；所述的控制单元包括数据采集模块控制器和中央处理器，多级液位传感器、电导率传感器和浊度传感器通过数据采集模块连接至中央处理器，中央处理器连接控制器；所述的执行单元包括直流电机和曝气机，中央处理器通过对采集的数据进行处理，通过控制器输出控制直流电机工作。

2.根据权利要求1所述的一种曝气污水处理系统，其特征在于，电源单元包括太阳能光伏板、MPPT充电控制器和储能电池，太阳能光伏板通过PPT充电控制器连接储能电池。

3.根据权利要求1所述的一种曝气污水处理系统，其特征在于，多级液位传感器通过zigbee通信模块连接至数据采集模块，电导率传感器和浊度传感器使用电缆连接至数据采集模块。

4.根据权利要求1所述的一种曝气污水处理系统，其特征在于，控制器采用BLDC驱动器，直流电机采用BLDC电机。

5.一种权利要求1所述的曝气污水处理系统的多参数模糊控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将第一电导率传感器和第一浊度传感器测得的数值的偏差值加权处理，结合进水主管的入口污水流量，查模糊控制规则，得出对应的电机初始转速值；入口污水流量为多根进水支管流量和，且各进水支管的管径和传感器位置均为固定值，通过进水主管、进水支管的液位传感器的液位值，以及此液位值从支管传递至进水主管的时间差，估算出进入曝气池的入口污水流量；

2)在系统运行特定时间后，检测第三电导率传感器和第二浊度传感器的数值，根据传感器数值变化的速度，定性判断该次污水的特性，从而确定是否要进入第二阶段，当出口处传感器数值下降至特定值后，程序进入第二阶段；

3)第二阶段采用PID控制，其中Kp、Ki、Kd的数值需要根据传感器的数值查模糊控制表；

Kp、Ki、Kd值的计算方式如下：

先将第二电导率传感器和第二浊度传感器测得的数值的偏差值加权处理后得出电导率+浊度偏差，再将第一电导率传感器、第二电导率传感器和第三电导率传感器测得的数值的变化速度加权处理后得出电导率误差变化率，把两者者数值代入Kp、Ki、Kd值模糊控制规则表，分别得出该时刻的Kp、Ki、Kd值。

6.根据权利要求5所述的多参数模糊控制方法，其特征在于，采样频率根据电导率变化率的数值控制在数秒至数十秒之间。