生物流化床氨氮廢水處理過程自抗擾控制系統研究

田　英，　張慧妍，　翁貽方

(北京工商大學 計算機與信息工程學院, 北京　100048)

好氧內循環三相生物流化床(aerobic internal-circulation three-phase bio-fluidized bed, 簡稱ITFB)是一種新型、高效的廢水生化處理技術，在國外已成功用于處理高濃度氨氮廢水. 目前在國內該項技術尚未有工業應用.

以ITFB氨氮廢水處理過程作為被控對象，研究閉環控制方案的必要性基于以下3點：首先這一被控對象具有大時間常數，同時存在非線性和時變性，被處理廢水的化學成分有隨機性. 對于這種復雜的過程建立適用于控制目的的數學模型難度大，至今尚未見到這方面的文獻，使控制問題成為難點. 其次，在沒有適用或較精確數學模型的前提下，采用何種控制策略值得深入研究. 第三，ITFB氨氮廢水處理雖然高效，但能耗大，存在過曝氣造成的浪費，通過閉環控制可以克服過曝氣，從而實現節能目標.

自抗擾控制技術[1](active disturbance rejection controller，簡稱ADRC)是不依賴被控對象精確數學模型，通過對影響系統輸出的各種內擾和外擾不予區分地進行實時估計，并結合特殊的非線性反饋結構進行補償的一種控制技術. 這一技術首先成功地應用于運動控制領域[2-3]，獲得優于其它控制方案的控制性能、魯棒性. 不同于運動控制系統具有較小的時間常數及采樣時間這一特點，探索該項控制技術在具有大時間常數及采樣時間的過程控制系統中的應用，尤其是研究難以建模的氨氮廢水生化處理過程中的應用，是有意義的.

以ITFB氨氮廢水處理過程的主導模……