[发明专利]污水处理多模型预测控制方法、装置、电子设备及介质

说明书

本发明提供一种污水处理多模型预测控制方法、装置、电子设备及介质，其中，第一控制变量具有第一采样周期T₁，第二控制变量具有第二采样周期T₂，控制方法包括：步骤1：计算第一采样周期和第二采样周期的最小公倍数ζ；步骤2：根据系统的ζ/T₁+ζ/T₂‑1个采样状态建立N＝ζ/T₁+ζ/T₂‑1个子模型，记为M₁,M₂...M_N；步骤3：针对每个子模型建立对应的目标函数J₁，J₂...J_N；步骤4：利用子模型M_k在任意采样时刻t_k获取第一控制变量的预测值和第二控制变量的预测值，最小化目标函数J_k，根据公式实现在第一控制变量或第二控制变量有采样值的时刻实时在线控制第一控制变量和第二控制变量的值。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水处理多模型预测控制方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

污水处理是为使污水达到排放标准或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。由于污水处理复杂的工艺流程，具有不确定、非线性等特点，使得污水处理过程成本高、效率低。此外，由于污水处理生化反应过程系统状态在多个不同的时间尺度上演化，呈现多时间尺度特性，如果忽略多时间尺度特点而在单一尺度上讨论污水处理系统的性能，会导致数值病态问题甚至污水排放超标。因此，如何在考虑多时间尺度特性的情况下保证出水水质达标，提高污水处理效率是现阶段需要迫切解决的问题。

模型预测控制由预测模型、反馈校正、滚动优化三部分组成，是一种基于预测模型的滚动优化反馈控制策略。模型预测控制对模型精度的要求不高，且具有多变量控制、灵活的处理约束、鲁棒性强等优点，能够有效地用于复杂工业过程的控制，同时具有较高的控制性能，并且已经在在石油、化工、冶金、机械等工业部门的过程控制系统中得到了成功的应用。

因此，期待一种污水处理多模型预测控制方法，根据不同时间尺度的溶解氧浓度和硝态氮浓度的采样规律，建立多模型预测控制结构，实现溶解氧浓度和硝态氮浓度的准确控制。

发明内容

本发明揭示了一种污水处理多模型预测控制方法、装置、电子设备及介质，能够实现污水处理过程中第一变量和第一变量的精确控制，保证出水水质达标。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种污水处理多模型预测控制方法，其中，第一控制变量具有第一采样周期T₁，第二控制变量具有第二采样周期T₂，所述方法包括：

步骤1：计算第一采样周期T1和第二采样周期T2的最小公倍数ζ；

步骤2：根据系统的ζ/T₁+ζ/T₂-1个采样状态建立N＝ζ/T₁+ζ/T₂-1个子模型，记为M₁,M₂,...,M_N；

步骤3：针对每个所述子模型建立对应的目标函数J₁,J₂,...,J_N；

步骤4：利用所述子模型M_k在任意采样时刻t_k获取所述第一控制变量的预测值和所述第二控制变量的预测值，最小化目标函数J_k，根据以下公式实现在所述第一控制变量或所述第二控制变量有采样值的时刻实时在线控制所述第一控制变量和所述第二控制变量的值，

u(t_k+1)＝u(t_k)+Δu(t_k)