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分析型模糊预测控制在污水处理生物过程中的应用。 (英语) Zbl 1417.93198号

小结:一种新型控件模糊预测控制本文提出并成功应用于废水处理过程。所提出的控制律允许我们以分析的方式评估控制信号,每个采样时间都是其他经典控制律的非线性模糊替代方案预测控制器控制律基于将过程的内部模糊预测模型形式化为线性时变状态空间方程,该状态空间方程在每个离散时间瞬间更新,以考虑由于扰动作用和操作点随时间变化而产生的非线性影响。然后使用该模型评估预测,并将其作为起点,将其视为预测功能控制策略是一种控制律,它是通过对先前建立的某些参考轨迹的跟踪输出施加影响,以分析和明确的方式导出的。本文介绍的工作是将智能预测控制的这种特殊策略应用于活性污泥废水处理过程,该过程在真实工厂的模拟环境中成功进行,并考虑了干扰记录的实际数据。这种过程是多变量、非线性、时变的,由于其生物学特性,很难控制。建议的控制律可以直接用于双模MPC处理约束的方案,作为经典的非线性和模糊替代方案状态反馈控制法。

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93立方厘米 模糊控制/观测系统
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参考文献:

[1] 卡马乔,E.F。;Bordons,C.,模型预测控制(1998),英国伦敦:英国伦敦施普林格·Zbl 1080.93001号
[2] Richalet,J.,基于模型的预测控制的工业应用,Automatica,29,5,1251-1274(1993)·doi:10.1016/0005-1098(93)90049-Y
[3] Rossiter,J.A.,《基于模型的预测控制:实用方法》(2003),佛罗里达州博卡拉顿,美国:CRC出版社,佛罗里达州波卡拉顿
[4] Zadeh,L.A.,模糊集与系统,国际通用系统杂志,17,2-3,129-138(1990)·doi:10.1080/03081079008935104
[5] 陈,S。;Billings,S.A.,非线性动态系统建模和识别的神经网络,国际控制杂志,56,2,319-346(1992)·Zbl 0764.93021号 ·doi:10.1080/00207179208934317
[6] 布尔凯贝特,I。;Belarbi,K。;Boouden,S。;马尔瓦拉,T。;Chadli,M.,非线性过程的新型T-S模糊模型预测控制,应用专家系统,88,132-151(2017)·doi:10.1016/j.eswa.2017.06.039
[7] Takagi,T。;Sugeno,M.,系统的模糊识别及其在建模和控制中的应用,IEEE系统、人和控制论汇刊,SMC-15,1,116-132(1985)·Zbl 0576.93021号 ·doi:10.1109/TSMC.1985.6313399
[8] 阿里诺,C。;Querol,A。;Sala,A.,Takagi-Sugeno模糊系统的形状相关模型预测控制,人工智能的工程应用,65,493-505(2017)·doi:10.1016/j.engappai.2017.07.011
[9] Babuška,R.,《控制的模糊建模》(1998),美国马萨诸塞州波士顿:Kluwer学术出版社,马萨诸塞年波士顿,美国·doi:10.1007/978-94-011-4868-9
[10] 布拉季奇,S。;Škrjanc,I.,《基于模糊模型的预测控制的设计和稳定性分析——案例研究》,《智能与机器人系统杂志》,49,3,279-292(2007)·doi:10.1007/s10846-007-9147-8
[11] Boouden,S。;Chadli,M。;Karimi,H.R.,基于Takagi-Sugeno模糊模型的不确定高度非线性生物过程控制,信号处理,108,195-205(2015)·doi:10.1016/j.sigpro.2014.09.011
[12] Mollow,S.,多输入多输出过程的模糊控制,[博士论文](2002),荷兰代尔夫特:荷兰代尔夫特理工大学
[13] 莫洛夫,S。;巴布斯卡,R。;Abonyi,J。;Verbruggen,H.B.,模糊模型预测控制的有效优化,IEEE模糊系统汇刊,12,561-675(2004)·doi:10.10109/TFUZZ.2004.834812
[14] 鲁博斯,J.A。;莫洛夫,S。;巴布什卡,R。;Verbruggen,H.B.,使用Takagi-Sugeno模型的基于模糊模型的预测控制,国际近似推理杂志,22,1-2,3-30(1999)·Zbl 0994.93030号 ·doi:10.1016/S0888-613X(99)00020-1
[15] Wang,J。;高,Y。;邱,J。;Ki Ahn,C.,通过Takagi-Sugeno模糊模型和delta算子方法实现非线性系统的滑模控制,IET控制理论与应用,11,8,1205-1213(2017)·doi:10.1049/iet-cta.2016.0231
[16] 哈伯,R。;Rossiter,J.A。;Zabet,K.,《PID控制的替代方案:预测功能控制——教程》,2016年美国控制会议(ACC)·doi:10.1109/ACC.2016.7526765
[17] Richalet,J。;O’Donovan,D.,《预测功能控制:原理和工业应用》(2009),英国伦敦:施普林格出版社,英国伦敦·doi:10.1007/978-1-84882-493-5
[18] Škrjanc,I。;Matko,D.,换热器中试装置基于模糊模型的预测函数控制,IEEE模糊系统汇刊,8,6,705-712(2000)·doi:10.1109/91.890329
[19] Boouden,S。;Chadli,M。;阿洛瓦尼,F。;Filali,S.,《使用粒子群优化算法设计模糊预测自适应控制器的新方法》,《国际创新计算、信息与控制杂志》,9,9,3741-3758(2013)
[20] Boouden,S。;Chadli,M。;Karimi,H.R.,基于蚁群优化的非线性过程模糊预测控制方法,信息科学,299143-158(2015)·Zbl 1360.93372号
[21] Foscoliano,C。;德尔维戈,S。;穆拉斯,M。;Tronci,S。;克拉瓦尼亚,Z。;Bogataj,M.,《通过模型预测控制策略改善污水处理厂性能》,《计算机辅助化学工程》,38,1863-1868(2016),爱思唯尔出版社·doi:10.1016/B978-0-444-63428-3.50315-5
[22] Foscoliano,C。;德尔维戈,S。;穆拉斯,M。;Tronci,S.,活性污泥工艺长期运行的预测控制,化学工程杂志,304,1031-1044(2016)·doi:10.1016/j.cej.2016.07.018
[23] M.弗朗西斯科。;Vega,P.,Diseño integrado de procesos de depuracionón de aguas utilizando control predictivo basado en modelos,Revista Iberoamericana de Automática e Informática-Industrial,3,4,88-98(2006)
[24] M.弗朗西斯科。;维加,P。;Revolar,S.,废水处理过程BSM1基准的模型预测控制:一个调整程序,IEEE决策与控制会议和欧洲控制会议·doi:10.1010/CDC.2011.6160378
[25] M.弗朗西斯科。;斯科格斯塔德,S。;Vega,P.,《污水处理厂自优化运行的模型预测控制:动态问题分析》,计算机与化学工程,82259-272(2015)·doi:10.1016/j.compchemeng.2015.07.003
[26] Hreiz,R。;Latifi,医学硕士。;罗氏,N.,《活性污泥工艺的优化设计和操作:最新技术》,《化学工程杂志》,281900-920(2015)·doi:10.1016/j.cej.2015.06.125
[27] 卡沃尔,M。;海涅,T。;King,R.,《生物生产过程鲁棒模型预测控制的新方法》,化学工程科学,62,18-20,5212-5215(2007)·doi:10.1016/j.ces.2007.01.003
[28] Logist,F。;Houska,B。;Diehl,M。;Van Impe,J.F.,不确定(生物)化学过程的鲁棒多目标优化控制,化学工程科学,66,20,4670-4682(2011)·doi:10.1016/j.ces.2011.06.018
[29] 圣因,I。;佩德雷特,C。;Vilanova,R.,废水处理厂废水违规清除的模糊控制和模型预测控制配置,工业与工程化学研究,54,10,2763-2775(2015)·doi:10.1021/ie504079q
[30] 沈伟(Shen,W.)。;陈,X。;Pons,M.N。;Corriou,J.P.,《带前馈补偿的废水处理过程模型预测控制》,《化学工程杂志》,155,1-2,161-174(2009)·doi:10.1016/j.cej.2009.07.039
[31] 巴列霍,P。;Vega,P.,《模型模糊控制预测》。《剩余劳动保护程序的适用控制和监督》,萨拉曼卡大学Simposio CEA de Ingeniería de control第十五届会议记录
[32] 巴列霍,P。;Vega Cruz,P.,模糊预测控制在活性污泥生物处理中的应用,奥维耶多大学第三十八届自动化会议论文集
[33] Yang,T。;邱伟。;马云(Ma,Y.)。;Chadli,M。;Zhang,L.,活性污泥过程中溶解氧的基于模糊模型的预测控制,神经计算,136,88-95(2014)·doi:10.1016/j.neucom.2014.01.025
[34] Taieb,A。;索尔塔尼,M。;Chaari,A.,通过APSO实现MIMO模糊最优模型预测控制的参数优化,复杂性(2017)·Zbl 1377.93096号
[35] Moreno,R.,Estimacion on de Estados y Control Predictivo de Proceso de Fagos Activados,[博士论文](1994),西班牙巴塞罗那:巴塞罗那奥托诺大学教研室
[36] 亨泽,M。;格雷迪,C.P.L。;古杰尔,W。;Marais,G.V.R。;Matsuo,T.,《1号活性污泥模型》(1987),英国伦敦:IAWPRC科学技术报告1号,IAWPRC,英国伦敦
[37] 巴布什卡,R。;塞恩斯,M。;莫洛夫,S。;van der Veen,P。;Babuška,R.,《与Matlab-User's Guide一起使用的模糊建模和识别工具箱》(1998),荷兰代尔夫特:荷兰代尔夫特理工大学信息技术与系统学院
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