[发明专利]一种氯气投加过程的抗干扰控制方法和系统

摘要

本发明公开了一种氯气投加过程的抗干扰控制方法和系统，对出厂水中余氯的含量进行控制。通过余氯分析仪得出出厂水中余氯含量，并通过PLC控制器传递到上位机，上位机计算得到控制量，并通过PLC控制器控制加氯机来实现氯气投加过程。所述控制方法采用扰动观测器构成的前馈控制器和传统的PID构成的反馈控制器相结合的控制方法，根据扰动观测器的输出和PID控制器的输出共同决定下一时刻加氯机的加氯量。本发明通过使用扰动观测器对原水流量波动和原水水质变化等外界干扰以及模型参数不匹配等内部干扰进行有效估计，从而在大的外部干扰的环境中依然可以很好的控制住出场水中余氯量，这既能有效的抑制微生物的繁殖，又不会影响人的健康。

主权项

1.一种氯气投加过程的抗干扰控制方法，用于对出厂水中余氯含量进行控制，包括：通过余氯分析仪得出出厂水中的余氯含量，并通过PLC控制器传递到上位机数据库中；上位机运行抗干扰控制算法计算得到控制量，并通过PLC控制器控制加氯机来实现氯气投加过程的自动化控制；其特征在于：所述控制算法采用扰动观测器构成的前馈控制器和传统的PID构成的反馈控制器相结合的控制方法，根据扰动观测器的输出和PID控制器的输出共同决定下一时刻加氯机的加氯量，具体计算公式如下：式中，X(s)为氯气流量，N(s)为PID控制器的控制输出，为扰动观测器的输出；N(s)和表示如下：式中，Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，r(s)为余氯量设定值，Y(s)为出厂水中当前余氯量，gn(s)为过程通道标称模型的最小相位部分，θn为标称模型的时延，F(s)为扰动观测器中使用的滤波器；在过程通道输入端加入阶跃，然后对输出端的阶跃响应曲线进行拟合得出过程通道标称模型的最小相位部分和时延部分；使用的氯气投加模型为二阶惯性加时延模型；Y(s)表示如下：Y(s)＝Gco(s)N(s)+Gdo(s)Dex(s)                  (4)式中，Gco(s)为控制通道的传递函数，Gdo(s)为扰动通道的传递函数，Dex(s)为原水流量变化和原水水质变化外界扰动量；Gco(s)和Gdo(s)表示如下：式中，g(s)为过程通道传递函数的最小相位部分，θ为时延；滤波器F(s)为一个二阶低通滤波器，同时该低通滤波器的稳态增益为1，表示如下：式中，λ为滤波参数。