神经网络动态规划在溶解氧控制中的应用研究.pdf

2013年 第37卷 中国石油大学学报(自然科学版) Vo1．37 No．1 第 1期 JournalofChinaUniversityofPetroleum Feb．2O13 文章编号 ：1673．5005(2013)O1-0177-06 doi：10．3969／j．issn．1673-5005．2013．01．031 神经网络动态规划在溶解氧控制中的应用 薄迎春 ，李来鸿 ，马善鹏 ，夏伯锴 (1．中国石油大学 信息与控制工程学院，山东 青岛266580，2．胜利油田河口供电公司，山东 东营257200； 3．山东石大科技集团有限公司，山东 东营257062) 摘要：针对污水处理过程溶解氧质量浓度控制问题 ，提出一种基于神经网络动态规划的控制器设计方法。该方法不 需要建立污水处理过程的非线性动力学模型，控制器的设计只需要系统的输入、输出观测信息。控制器设计采用评 价一行动的思想，策略的评价值及最优行动分别采用两个回声状态网络逼近，给出评价网络的收敛条件。对污水处 理过程溶解氧的控制试验结果表明，与常规PID控制相 比，神经网络动态规划控制器能够有效提高控制精度，抑制 干扰能力也明显增强。 关键词：人工神经网络；自适应动态规划 ；污水处理；溶解氧 ；过程控制；收敛性 中图分类号：TP273 文献标志码：A Applicationofneuraldynamicprogrammingtodissolvedoxygencontrol B0 Ying．chun ，LILai—hong ，MA Shan．peng ，XIA Bo．kai (1．CollegeofInformationandControlEngineeringinChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China； 2．Hekot~PowerSupplyCorporation，ShengliOiflield，Dongying257200，China； 3．ShandongShtarScienceTechnologyGroupCompanyLimited，Dongying257062，China) Abstract：Ancontrollerdesignmethodbasedonneuraldynamicalprogrammingcontroller(NDPC)wasproposedtosolvethe problem ofdissolvedoxygencontrolinwastewatertreatmentplant．Withoutconsideringanymechanism modeloftheactivated sludgewastewatertreatmentplant(WWTP)，thecontrollerwasdesignedbyusingtheinput—outputobserveddata．Thecon— trolleradoptedactor—criticidea．Twoechostatenetworkswereadoptedtoapproximatethevaluefunctionandtheoptimalcon— trolpolicy，respectively．Theconvergenceconditionofthecriticnetworkwasgiven．Theexperimentalresultsshow thatthe NDPCachieveshighercontrolprecisionandbetterrobustnessthanPID controlstrategy． Keywords：artificialneuralnetworks；adaptivedynamicalprogramming；wastewatertreatment；dissolvedoxygen；process eontro1；convergence 溶解氧质量浓度控制对于采取活性污泥法的污 理过程