基于多策略自适应差分进化算法的污水处理过程多目标优化控制

• 作者: 赵杨 熊伟丽
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 污水处理 多目标优化控制 差分进化算法 自适应更新 多策略
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 过程系统工程
• 页码范围: 2167-2177
• 页数: 10页
• 分类号: TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201068

摘要

针对污水处理过程中的能耗过高和出水水质不达标等问题，提出一种基于多策略自适应差分进化算法的污水处理过程多目标优化控制方法。首先，在常规跟踪控制结构的基础上，增加对第3、4单元溶解氧浓度的跟踪控制，扩大了能耗和出水水质的优化调节范围。然后，设计一种多策略自适应差分进化算法（MSADE），该算法采用多策略融合变异和排序优选方法，选取合适的变异策略和较优的随机个体引导种群变异，并根据进化过程信息自适应地更新交叉率，以提升算法的收敛性和pareto解的多样性。最后，将MSADE算法与PID控制器相结合，并构建以能耗和出水水质为优化目标的多目标优化问题，实现对溶解氧和硝态氮浓度设定值的动态寻优和跟踪控制。基于国际基准仿真平台BSM1进行验证，结果表明所提的多目标优化控制方法能有效降低污水处理过程的能耗并提升出水水质。