基于粒子群优化模糊PID控制的水厂加氯系统

刘晓艳¹，宋 浪^1，2*，汪 恂¹，詹 焕¹，谢世伟¹

( 1. 武汉科技大学 城市建设学院，湖北 武汉 430065; 2. 孝感市自来水有限公司，湖北 孝感 432000)

摘　要：　水厂加氯过程具有非线性、大时滞等特点，采用传统的PID控制方式难以实现消毒剂精准投加。因此，以某采用次氯酸钠消毒系统的水厂为例，首先通过分析该水厂加氯系统工作原理，结合工程经验和运行数据确定了加氯过程的近似数学模型。然后综合使用粒子群优化算法、模糊控制算法和PID控制算法，设计了一种粒子群优化模糊PID控制器，并利用MATLAB软件搭建了粒子群优化模糊PID控制系统和传统PID控制系统的模型进行仿真验证，结果表明：相较于传统PID控制系统，粒子群优化模糊PID控制系统的超调量减少了89.36%，调节时间减少了46.63%，其抗干扰能力也更强，系统整体控制效果有了较大提升。最后使用基于粒子群优化的模糊PID控制法对水厂加氯控制系统进行改造，试运行后发现，新系统控制效果良好，出厂水游离氯值能够稳定在设定值附近。

关键词：　水厂; 加氯系统; 模糊控制; 粒子群优化算法; PID控制