《生物处理优化:集成工艺模型与控制策略》

  • 来源专题:水体污染与防治领域信息门户
  • 编译者: 徐慧芳
  • 发布时间:2011-10-19
  • The overall objective of this research project is to develop and implement model-based control strategies for improving biological treatment and document the methodology, benefits, and effort required. The project phase documented in this report include performing a literature review, installing extensive instrumentation at a full-scale advanced wastewater treatment facility, and developing real-time, dynamic models for biological nutrient removal that are suitable for control. The literature review was published as a separate report entitled Model-Based Control: Literature Review and Primer. It provides a detailed description of model predictive control and examines case studies from the process industries and the environment utility industry. Considerable on-line analytical instrumentation was installed at the Stamford WPCA wastewater treatment plant where all the full-scale experimental work was performed. The instrumentation includes five ammonia, six nitrate/nitrite, one suspended solids, four dissolved oxygen, and two ORP analyzers. The analyzers have performed reliably and accurately with minimal periodic maintenance. Artificial neural network models were developed for the nitrification and denitrification processes. These models provide adequately accurate results for the purpose of control. However, additional field work will be required to collect data with sufficient variability to include the effects of some parameters known to affect the nitrification and denitrification processes.
  • 原文来源:http://www.iwapublishing.com/template.cfm?name=isbn9781843393924&type=new
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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
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    • 本文探讨了基于随机模型预测控制(SMPC)的智能运行策略,以实现太阳能在集成太阳能系统的建筑中的最优利用。我们的方法考虑了太阳辐照度预报在预测水平上的不确定性,使用了一个新的概率时间序列自回归模型,该模型是在天气服务提供商的天空覆盖预报基础上校准的。在最优控制公式中,我们将太阳辐照度作为非高斯随机扰动对成本和约束的影响建模,而非凸成本函数是对随机过程的期望。为了解决这个复杂的优化问题,我们引入了一种新的近似动态规划方法,该方法使用高斯过程回归来表示最优的成本-去函数,并取得了很好的解质量。在最后的步骤中,我们使用一个模拟器,将TRNSYS中的物理系统模型与使用Python和MATLAB开发的SMPC控制器相结合,来评估一个建筑集成系统与太阳辅助热泵和地板辐射供暖的闭环操作。对于所考虑的系统和气候,与基于规则的基准调优控制器相比,SMPC在冬季一个月为供暖节省了高达44%的电力消耗,而且它很健壮,对热舒适性违规的不确定性更小。 ——文章发布于2018年9月1日
  • 《基于HMCVT的拖拉机整机经济性控制策略》

    • 来源专题:农机装备
    • 编译者:袁雪
    • 发布时间:2025-04-28
    • 摘要:<;br>;<;span style=“ height:6px;display:block;”>;<;/span>;拖拉机作为农业机械在田间得到了广泛的应用。本研究旨在提高使用液压机械无级变速器(HMCVT)的拖拉机的整体经济性。还开发了一种经济控制策略,以考虑拖拉机的变速器。利用多项式拟合和啮合功率建立了发动机和多级HMCVT效率模型。并给出了优化后的最优经济控制。以发动机燃油消耗率与HMCVT效率的比值为评价指标,建立了一种控制策略,以平衡不同传动比下HMCVT多级传动效率的显著差异。将模拟退火算法(SA)与遗传算法(GA)相结合,利用遗传算法的自然进化特性,逐步提高经济参数优化的质量;同时采用模拟退火算法,避免了随着迭代次数的增加而出现的早熟现象。通过算术交叉和非均匀变异,精确地获得了最经济的发动机转速、扭矩和传动比。新人口G';当GA对初始种群G进行全局优化时,SA算法被用来对种群G';进行局部优化。采用Metropolis准则计算等温条件下的个体接受概率。一次后代种群的适应度函数G';比G,G';更好。被认为是最佳解决方案。执行冷却操作,直到获得全局最优解。通过将最佳速比、发动机转速和负载扭矩存储在控制单元中,实现了机器的最佳整体经济性。根据拖拉机的使用要求,调整发动机工作点和变速器速比。对组合优化进行了验证,比较了模拟退火算法和遗传算法的迭代性能。两种算法经过53次迭代后均陷入局部最优,说明其组合优化精度较高。最后,对优化后的控制策略进行了验证,提高了拖拉机的整体燃油经济性。利用Simulink平台搭建整车模型进行仿真,并与传统控制策略进行对比。在试验台上对HMCVT速比控制策略进行了验证。仿真结果表明,该控制策略使拖拉机犁耕作业时的平均传动效率达到0.93,分别提高了0.06和6.8%。平均燃油消耗率为279 G/(kW·H),降低了8 G/(kW·H)和2.7%。提高了拖拉机的传动效率,节省了燃油消耗。在低速和高载荷下,HMCVT速比相对较低。优化后的拖拉机输出了足够的扭矩。模拟结果与实验结果具有很好的一致性。该控制策略在合理匹配发动机和变速器工作状态的同时,有效提高了拖拉机的整体经济性。研究结果可为HMCVT拖拉机的工程应用和经济性控制策略提供理论依据。