本书介绍了我国城市污水处理过程控制研究现状以及污水处理系统特性，阐述了实施城市污水处理过程控制的重要意义，分析了城市污水处理过程的机理与控制基础，详述了城市污水处理过程控制模型，以及PID控制、神经网络控制、模糊控制、滑模控制、自适应动态规划控制、模型预测控制等控制方法的原理、设计思路、实施步骤及技术实现等，并运用典型案例验证了控制方法的性能，为解决城市污水处理过程控制问题提供了有益参考。另外，本书还对城市污水处理过程控制方法的发展趋势、学科前沿以及应用展望进行了论述。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 城市污水处理过程运行现状 1
1.2 城市污水处理过程运行特点分析 2
1.2.1 城市污水处理过程运行工艺 3
1.2.2 城市污水处理过程运行机理 4
1.2.3 城市污水处理过程运行特征 8
1.3 城市污水处理过程控制研究现状 9
1.3.1 城市污水处理过程控制研究意义 9
1.3.2 城市污水处理过程控制方法研究现状 11
1.4 城市污水处理过程控制的挑战性问题 21
1.4.1 城市污水处理过程控制模型设计 21
1.4.2 城市污水处理过程控制方法设计 22
第2章 城市污水处理过程控制基础 24
2.1 引言 24
2.2 城市污水处理过程控制基本架构 25
2.2.1 城市污水处理过程控制基本组成 25
2.2.2 城市污水处理过程控制关键信息 27
2.2.3 城市污水处理过程控制可控变量 28
2.2.4 城市污水处理过程控制仪器装置 29
2.3 城市污水处理过程控制方法概述 32
2.3.1 城市污水处理过程控制方法分类 32
2.3.2 城市污水处理过程控制方法设计 37
2.3.3 城市污水处理过程控制方法实现 40
2.4 城市污水处理过程主要控制单元 41
2.4.1 城市污水处理过程曝气控制 41
2.4.2 城市污水处理过程回流控制 42
2.4.3 城市污水处理过程加药控制 43
2.4.4 城市污水处理过程碳源控制 44
2.5 本章小结 45
第3章 城市污水处理过程控制模型 47
3.1 引言 47
3.2 城市污水处理过程控制模型概述 47
3.2.1 城市污水处理过程控制模型的作用 48
3.2.2 城市污水处理过程控制模型的分类 49
3.2.3 城市污水处理过程控制模型的应用 50
3.3 城市污水处理过程机理模型 51
3.3.1 城市污水处理关键过程动力学机理 51
3.3.2 活性污泥法城市污水处理过程机理模型 52
3.4 城市污水处理过程基准仿真模型 55
3.4.1 城市污水处理关键过程仿真模型 55
3.4.2 城市污水处理全流程基准仿真模型 58
3.5 城市污水处理过程数据驱动模型 69
3.5.1 城市污水处理过程数据特点分析 69
3.5.2 城市污水处理过程典型数据驱动模型 70
3.6 本章小结 74
第4章 城市污水处理过程PID控制 75
4.1 引言 75
4.2 城市污水处理过程PID控制概述 75
4.2.1 PID控制原理及方法设计 76
4.2.2 PID控制器设计 79
4.2.3 PID控制器仿真实验 81
4.3 城市污水处理过程自适应PID控制 83
4.3.1 自适应PID控制原理及方法设计 83
4.3.2 自适应PID控制器设计 85
4.3.3 自适应PID控制器仿真实验 87
4.4 城市污水处理过程PID控制系统 90
4.4.1 PID控制系统设计 90
4.4.2 PID控制系统配置 93
4.4.3 PID控制系统界面设计 93
4.4.4 PID控制系统操作实现 94
4.5 本章小结 95
第5章 城市污水处理过程神经网络控制 97
5.1 引言 97
5.2 城市污水处理过程前馈神经网络控制器 97
5.2.1 非线性特征分析 98
5.2.2 前馈神经网络控制原理及方法设计 98
5.2.3 前馈神经网络控制器设计 99
5.2.4 前馈神经网络控制器仿真实验 101
5.3 城市污水处理过程递归神经网络控制器 105
5.3.1 时变特征分析 105
5.3.2 递归神经网络控制原理及方法设计 106
5.3.3 递归神经网络控制器设计 106
5.3.4 递归神经网络控制器仿真实验 109
5.4 城市污水处理过程自组织神经网络控制器 113
5.4.1 自组织神经网络控制原理及方法设计 114
5.4.2 自组织神经网络控制器设计 115
5.4.3 自组织神经网络控制器仿真实验 120
5.5 城市污水处理过程神经网络控制系统 127
5.6 本章小结 129
第6章 城市污水处理过程模糊控制 130
6.1 引言 130
6.2 城市污水处理过程模糊控制器 130
6.2.1 模糊控制原理及方法设计 131
6.2.2 模糊控制器设计 132
6.2.3 模糊控制器仿真实验 134
6.3 城市污水处理过程自适应模糊控制器 136
6.3.1 自适应模糊控制原理及方法设计 136
6.3.2 自适应模糊控制器设计 137
6.3.3 自适应模糊控制器仿真实验 143
6.4 城市污水处理过程模糊神经网络控制器 145
6.4.1 模糊神经网络控制原理及方法设计 145
6.4.2 模糊神经网络控制器设计 146
6.4.3 模糊神经网络控制器仿真实验 150
6.5 城市污水处理过程模糊控制系统 152
6.6 本章小结 155
第7章 城市污水处理过程滑模控制 157
7.1 引言 157
7.2 城市污水处理过程滑模控制器 158
7.2.1 扰动特征分析 158
7.2.2 滑模控制原理及方法设计 158
7.2.3 滑模控制器设计 160
7.2.4 滑模控制器仿真实验 164
7.3 城市污水处理过程自适应滑模控制器 165
7.3.1 自适应滑模控制原理及方法设计 165
7.3.2 自适应滑模控制器设计 166
7.3.3 自适应滑模控制器仿真实验 168
7.4 城市污水处理过程神经滑模控制器 173
7.4.1 神经滑模控制原理及方法设计 173
7.4.2 神经滑模控制器设计 173
7.4.3 神经滑模控制器仿真实验 176
7.5 城市污水处理过程滑模控制系统 178
7.6 本章小结 180
第8章 城市污水处理过程自适应动态规划控制 182
8.1 引言 182
8.2 城市污水处理过程自适应动态规划控制器 182
8.2.1 采样特点分析 183
8.2.2 自适应动态规划控制原理及方法设计 183
8.2.3 自适应动态规划控制器设计 186
8.2.4 自适应动态规划控制器仿真实验 195
8.3 城市污水处理过程启发式自适应动态规划控制器 197
8.3.1 启发式自适应动态规划控制原理及方法设计 197
8.3.2 启发式自适应动态规划控制器设计 198
8.3.3 启发式自适应动态规划控制器仿真实验 211
8.4 城市污水处理过程自适应动态规划控制系统 214
8.5 本章小结 216
第9章 城市污水处理过程模型预测控制 217
9.1 引言 217
9.2 城市污水处理过程模型预测控制器 218
9.2.1 模型预测控制原理及方法设计 218
9.2.2 模型预测控制器设计 222
9.2.3 模型预测控制器仿真实验 224
9.3 城市污水处理过程非线性多变量模型预测控制器 226
9.3.1 非线性多变量控制问题描述 227
9.3.2 非线性多变量模型预测控制器设计 227
9.3.3 非线性多变量模型预测控制器仿真实验 232
9.4 城市污水处理过程非线性多目标模型预测控制器 236
9.4.1 非线性多目标控制问题描述 236
9.4.2 非线性多目标模型预测控制器设计 237
9.4.3 非线性多目标模型预测控制器仿真实验 244
9.5 数据与知识驱动的城市污水处理过程模型预测控制器 248
9.5.1 数据与知识融合 248
9.5.2 数据与知识驱动的模型预测控制器设计 250
9.5.3 数据与知识驱动的模型预测控制器仿真实验 253
9.6 城市污水处理过程模型预测控制系统 257
9.7 本章小结 259
第10章 城市污水处理过程控制发展趋势 260
10.1 引言 260
10.2 城市污水处理过程自动化技术的发展趋势 261
10.3 城市污水处理过程控制模型的发展趋势 262
10.3.1 城市污水处理过程数据驱动模型应用与展望 263
10.3.2 城市污水处理过程混合驱动模型应用与展望 264
10.4 城市污水处理过程控制方法的发展趋势 264
10.4.1 面向多工况的城市污水处理过程控制应用与展望 264
10.4.2 面向多单元的城市污水处理过程控制应用与展望 265
10.5 城市污水处理过程控制系统的发展趋势 266
10.6 本章小结 268
参考文献 269
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