城市污水處理過程智能優化控制

第1章 緒論 001
1.1 城市汙水處理現狀 002
1.1.1 城市汙水處理面臨的問題 003
1.1.2 城市汙水處理程序控制技術發展 005
1.2 城市汙水處理過程運行特點 008
1.2.1 城市汙水處理工藝簡介 008
1.2.2 城市汙水處理主要流程及特點 011
1.3 城市汙水處理過程優化控制研究現狀 016
1.3.1 機理驅動的城市汙水處理過程優化控制研究現狀 016
1.3.2 資料驅動的城市汙水處理過程優化控制研究現狀 019
1.3.3 知識驅動的城市汙水處理過程優化控制研究現狀 022
1.4 城市汙水處理過程優化控制的主要挑戰 025
1.4.1 城市汙水處理過程運行指標模型構建 025
1.4.2 城市汙水處理過程性能指標優化設定 026
1.4.3 城市汙水處理過程優化設定值跟蹤控制 027
1.5章節安排 027

第2章 城市汙水處理過程運行指標智慧特徵檢測 031
2.1 概述 032
2.2 城市汙水處理過程運行指標特性分析 032
2.2.1 城市汙水處理過程運行指標機理分析 032
2.2.2 城市汙水處理過程運行指標關聯度分析 037
2.3 城市汙水處理過程運行指標特徵變數挖掘 038
2.3.1 城市汙水處理過程運行指標輔助變數選取 038
2.3.2 城市汙水處理過程運行指標特徵變數選取 041
2.4 城市汙水處理過程運行指標智慧特徵檢測模型設計 043
2.4.1 城市汙水處理過程運行指標智慧特徵檢測模型結構設計 043
2.4.2 城市汙水處理過程運行智慧特徵檢測模型參數設計 045
2.4.3 城市汙水處理過程運行智慧特徵檢測模型校正 049
2.5 城市汙水處理過程典型運行指標智慧特徵檢測實現 052
2.5.1 城市汙水處理過程運行指標智慧特徵檢測實驗設計 053
2.5.2 城市汙水處理過程運行指標智慧特徵檢測結果分析 053
2.6 本章小結 058

第3章 城市汙水處理過程性能指標智慧優化設定 061
3.1 概述 062
3.2 城市汙水處理過程性能指標特性分析 063
3.2.1 城市汙水處理過程性能指標機理分析 063
3.2.2 城市汙水處理過程性能指標關聯度分析 065
3.3 城市汙水處理過程性能指標優化目標構建 067
3.3.1 城市汙水處理過程性能指標優化目標設計 067
3.3.2 城市汙水處理過程性能指標優化目標參數更新 068
3.3.3 城市汙水處理過程性能指標模型收斂性分析 069
3.4 城市汙水處理過程性能指標智慧優化設定方法設計 072
3.4.1 城市汙水處理過程性能指標智慧優化方法設計 072
3.4.2 城市汙水處理過程性能指標優化設定 074
3.4.3 城市汙水處理過程性能指標優化設定性能分析 080
3.5 城市汙水處理過程性能指標智慧優化設定實現 084
3.5.1 城市汙水處理過程性能指標智慧優化設定實驗設計 084
3.5.2 城市汙水處理過程性能指標智慧優化設定結果分析 086
3.6 本章小結 099

第4章 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制 101
4.1 概述 102
4.2 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制基礎 103
4.2.1 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制基本架構 103
4.2.2 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制特點分析 103
4.3 城市汙水處理過程單目標智慧優化設定方法設計 106
4.3.1 城市汙水處理過程單目標影響因素分析 106
4.3.2 城市汙水處理過程單目標優化模型構建 109
4.3.3 城市汙水處理過程單目標智慧優化設定方法 109
4.4 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制方法設計 111
4.4.1 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制演算法設計 111
4.4.2 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制演算法實現 112
4.4.3 城市汙水處理過程單目標智慧優化控制性能分析 114
4.5 城市汙水處理過程典型目標智慧優化控制實現 115
4.5.1 城市汙水處理過程典型目標智慧優化控制實驗設計 115
4.5.2 城市汙水處理過程典型目標智慧優化控制結果分析 117
4.6 本章小結 119

第5章 城市汙水處理過程多目標智慧優化控制 121
5.1 概述 122
5.2 城市汙水處理過程多目標智慧優化控制基礎 123
5.2.1 城市汙水處理過程多目標智慧優化控制基本架構 123
5.2.2 城市汙水處理過程多目標智慧優化控制特點分析 125
5.3 城市汙水處理過程多目標智慧優化設定方法設計 127
5.3.1 城市汙水處理過程多目標影響因素分析 127
5.3.2 城市汙水處理過程多目標優化模型構建 128
5.3.3 城市汙水處理過程多目標智慧優化設定方法 129
5.4 城市汙水處理過程多目標智慧優化控制方法設計 134
5.4.1 城市汙水處理過程多目標智慧優化控制演算法設計 134
5.4.2 城市汙水處理過程多目標智慧優化控制性能分析 136
5.5 城市汙水處理過程典型多目標智慧優化控制實現 136
5.5.1 城市汙水處理過程典型多目標智慧優化控制實驗設計 137
5.5.2 城市汙水處理過程典型多目標智慧優化控制結果分析 137
5.6 本章小結 145

第6章 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制 147
6.1 概述 148
6.2 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制基礎 149
6.2.1 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制基本架構 149
6.2.2 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制特點分析 150
6.3 城市汙水處理過程動態目標構建 152
6.3.1 城市汙水處理過程動態目標影響因素分析 152
6.3.2 城市汙水處理過程動態目標優化模型構建 158
6.3.3 城市汙水處理過程動態目標優化模型更新 161
6.4 城市汙水處理過程動態目標智慧優化設定方法設計 161
6.4.1 城市汙水處理過程動態目標智慧優化方法設計 161
6.4.2 城市汙水處理過程動態目標智慧優化設定 162
6.4.3 城市汙水處理過程動態目標智慧優化設定性能評價 164
6.5 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制方法設計 166
6.5.1 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制演算法設計 166
6.5.2 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制演算法實現 173
6.5.3 城市汙水處理過程動態目標智慧優化控制性能分析 173
6.6 城市汙水處理過程典型動態目標智慧優化控制實現 177
6.6.1 城市汙水處理過程典型動態目標智慧優化控制實驗設計 177
6.6.2 城市汙水處理過程典型動態目標智慧優化控制結果分析 178
6.7 本章小結 181

第7章 城市汙水處理過程多工智慧優化控制 183
7.1 概述 184
7.2 城市汙水處理過程多工智慧優化控制基礎 184
7.2.1 城市汙水處理過程多工智慧優化控制基本架構 184
7.2.2 城市汙水處理過程多工智慧優化控制特點分析 185
7.3 城市汙水處理過程多工優化目標構建 187
7.3.1 城市汙水處理過程多工影響因素分析 188
7.3.2 城市汙水處理過程多工目標優化模型構建 189
7.3.3 城市汙水處理過程多工目標優化模型調整 191
7.4 城市汙水處理過程多工智慧優化設定方法設計 192
7.4.1 城市汙水處理過程多工智慧優化方法設計 192
7.4.2 城市汙水處理過程多工智慧優化設定 196
7.4.3 城市汙水處理過程多工智慧優化設定性能評價 197
7.5 城市汙水處理過程多工智慧優化控制方法設計 200
7.5.1 城市汙水處理過程多工智慧優化控制演算法設計 201
7.5.2 城市汙水處理過程多工智慧優化控制演算法實現 202
7.5.3 城市汙水處理過程多工智慧優化控制性能分析 203
7.6 城市汙水處理過程典型多工智慧優化控制實現 204
7.6.1 城市汙水處理過程典型多工智慧優化控制實驗設計 204
7.6.2 城市汙水處理過程典型多工智慧優化控制結果分析 204
7.7 本章小結 215

第8章 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制 217
8.1 概述 218
8.2 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制基礎 219
8.2.1 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制基本架構 219
8.2.2 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制特點分析 220
8.3 城市汙水處理過程多時間尺度優化目標構建 221
8.3.1 城市汙水處理過程多時間尺度性能指標影響因素分析 221
8.3.2 城市汙水處理過程多時間尺度優化目標設計 221
8.3.3 城市汙水處理過程多時間尺度優化目標動態更新 222
8.4 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化設定方法設計 223
8.4.1 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化方法設計 223
8.4.2 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化設定 224
8.4.3 城市汙水處理過程多時間尺度分層優化設定性能評價 227
8.5 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制方法設計 228
8.5.1 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制演算法設計 228
8.5.2 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制演算法實現 229
8.5.3 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制性能分析 230
8.6 城市汙水處理典型過程多時間尺度分層智慧優化控制實現 232
8.6.1 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制實驗設計 232
8.6.2 城市汙水處理過程多時間尺度分層智慧優化控制結果分析 232
8.7 本章小結 243

第9章 城市汙水處理過程全流程協同優化控制 245
9.1 概述 246
9.2 城市汙水處理過程全流程協同優化控制基礎 246
9.2.1 城市汙水處理過程全流程協同優化控制基本架構 247
9.2.2 城市汙水處理過程全流程協同優化控制特點分析 249
9.3 城市汙水處理過程全流程運行指標特性分析 250
9.3.1 城市汙水處理過程全流程性能指標相關性分析 251
9.3.2 城市汙水處理過程全流程性能指標相關性評價 252
9.4 城市汙水處理過程全流程協同優化目標構建 252
9.4.1 城市汙水處理過程全流程協同優化目標影響因素分析 253
9.4.2 城市汙水處理過程全流程協同優化目標設計 255
9.4.3 城市汙水處理過程全流程協同優化目標動態更新 256
9.5 城市汙水處理過程全流程協同優化設定方法設計 257
9.5.1 城市汙水處理過程全流程協同優化方法設計 257
9.5.2 城市汙水處理過程全流程協同優化設定 258
9.5.3 城市汙水處理過程全流程協同優化設定性能評價 263
9.6 城市汙水處理過程全流程協同優化控制方法設計 264
9.6.1 城市汙水處理過程全流程協同優化控制演算法設計 264
9.6.2 城市汙水處理過程全流程協同優化控制演算法實現 264
9.6.3 城市汙水處理過程全流程協同優化控制性能分析 271
9.7 城市汙水處理過程全流程協同優化控制實現 275
9.7.1 城市汙水處理過程全流程協同優化控制實驗設計 275
9.7.2 城市汙水處理過程全流程協同優化控制結果分析 276
9.8 本章小結 282

第10章 城市汙水處理過程智慧優化控制發展前景 285
10.1 概述 286
10.2 城市汙水處理過程運行指標智慧特徵檢測方法 286
10.3 城市汙水處理過程性能指標智慧優化設定方法 288
10.4 城市汙水處理過程智慧優化控制方法 289
10.5 城市汙水處理過程智慧優化控制系統 290

參考文獻 291

喬俊飛，北京工業大學教授、博士生導師，環保自動化領域專家。國家自然科學基金創新群體項目負責人，教育部“長江學者獎勵計畫”特聘教授，國家傑出青年基金獲得者，重量百千萬人才工程入選者，享受國務院特殊津貼專家。現任智慧環保北京實驗室主任、智慧感知與自主控制教育部工程中心主任，兼任中國人工智慧學會常務理事，中國自動化學會理事。長期從事計算智慧與智慧優化控制領域研究工作，在污染防治過程智慧特徵檢測、自組織控制和多目標動態優化方面取得開創性成果，多項成果已廣泛應用於環保企業生產實踐，取得了顯著的經濟、社會和生態效益。
 
韓紅桂，北京工業大學研究生院副院長、教授、博士生導師。教育部工程研究中心主任、北京市重點實驗室主任、中國自動化學會環境保護與自動化專業委員會秘書長。國家自然科學基金傑出青年基金獲得者、國家自然科學基金優秀青年基金獲得者、中國自動化學會青年科學家。研究方向為複雜系統智慧控制理論與技術。主持國家重點研發計畫專案、國家自然科學基金重大專案課題等多項。在國內外權威期刊上發表論文100餘篇，獲得授權中國/美國發明專利50余項，主持/參與制定國家/團體/地方標準10余項，獲國家科學技術進步獎二等獎、教育部科學技術進步獎一等獎等。
 
伍小龍，北京工業大學副教授、碩土生導師。主要研究方向為城市汙水處理過程智慧控制。主持國家自然科學基金青年科學基金專案1項，參與國家自然科學基金重大項目、國家重點研發計畫專案等。在國內外期刊及會議上發表學術論文16篇，獲授權國家發明專利3項。獲中國自動化學會優秀博士學位論文獎、中國發明協會發明創新獎一等獎(金獎)等。