[发明专利]一种基于PH值动态模型的废水处理过程控制方法

权利要求书

1.一种基于PH值动态模型的废水处理过程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设计并初始化分数阶PID预测控制器，得到一组控制器参数作为最优参数best；

通过所述分数阶PID预测控制器的变换算子进行算子变换得到参数newbest，代入最优参数best和参数newbest得到所述分数阶PID预测控制器的输出变量u(k)，其中，所述k为采样步长；

选择一阶时延带干扰模型作为废水PH值的非线性模型，以输出变量u(k)作为所述一阶时延带干扰模型的输入，得到输出废水PH值y(k)；

对所述输出废水PH值y(k)进行预测得到预测输出变量y(k+p)，其中，p为预测步长；

将所述预测输出变量y(k+p)与目标值ysp的差值作为误差变量，结合控制器最优参数best与参数newbest，代入所述分数阶PID预测控制器得到第一目标函数j(best)和第二目标函数j(newbest)，第一目标函数j(best)第二目标函数j(newbest)时，使最优参数best＝参数newbest，重复上述步骤产生下一组数据，直到到达设置的最大采样点。

2.根据权利要求1所述的一种基于PH值动态模型的废水处理过程控制方法，其特征在于，所述变换算子包括旋转变换算子、平移变化算子、伸缩变换算子以及坐标变换算子。

3.根据权利要求1所述的一种基于PH值动态模型的废水处理过程控制方法，其特征在于，所述一阶时延带干扰模型通过与上位机连接的数据库更新，具体方式为参数辨识，所述参数辨识的目标为最小化函数J₁：

其中：N为测试样本大小，y_out为实际输出变量，y_model为模型计算输出变量。

4.根据权利要求1所述的一种基于PH值动态模型的废水处理过程控制方法，其特征在于，所述分数阶PID预测控制器为增量式形式的分数阶PID控制器：

其中：K_a＝K_i+K_d；

其中，k为采样步长，u为所述分数阶PID预测控制器的输出变量，e(k)为设定点和预测值的差值，K_i为分数阶PID预测控制器的积分系数，K_p为分数阶PID预测控制器的比例系数，K_d为分数阶PID预测控制器的微分系数，λ为积分阶次，K_a为分数阶PID控制器的参数计算的中间量，α为模型参数；T为采样周期，j为每一步的序号，w为频率；μ为微分阶次；K_j为分数阶PID控制器的参数计算的中间量；k_p、k_i为均为预设的值。