环境工程仿真与控制（第3版）

第一章 仿真
第一节 过程建模
一、模型分类
二、简单系统建模
例1-1 液槽储水量模型
例1-2 带溢流堰液槽液位模型
例1-3 调节池水质模型
例1-4 曝气池溶解氧浓度模型
例1-5 污泥耗氧速率模型
例1-6 污泥生长及氨氮消耗模型
例1-7 异养菌好氧生长与有机碳消耗模型
三、复杂系统建模
例1-8 活性污泥反应池数学模型
例1-9 厌氧消化过程数学模型
例1-10 二沉池一维浓度分布模型
例1-11 沉淀池二维流场模型
第二节 计算方法
一、四阶龙格一库塔法
例1-12 利用四阶龙格一库塔法计算连续反应物质浓度变化
二、有限差分法
例1-13 矩形二沉池流体流速及固体浓度稳态分布
三、MATLAB/Simulink应用
例1-14 利用Simulink编制基于ASMl的活性污泥过程数学模型
例1-15 利用Simulink编制倒置AAO流程基于ASM2D的仿真程序
四、FLUENT应用
例1-16 平流式二沉池流态分析
第三节 模型校正
一、数据校核
例1-17 利用0uR法测定污水易降解有机碳浓度
例1-18 利用守恒计算校核数据
二、参数校正
例1-19 倒置AA0流程模型参数灵敏度分析
三、规范化校正
例1-20 BioMath校正流程
第四节 模型应用
例1-21 UniTank工艺流程专用仿真平台
例1-22 A/O流程自动控制通用仿真平台
第二章 过程控制
第一节 基本概念
一、系统组成
二、基本要求
例2-1 溶解氧浓度控制器正反作用的选择
第二节 PID控制规律
一、比例控制
二、积分控制
三、微分控制
四、离散PID控制
例2-2 溶解氧浓度PI控制
第三节 自动化仪表
一、控制器
二、执行器
三、检测变送器
四、设计符号
例2-3 初沉池和污泥泵的过程控制
例2-4 流量分配的过程控制
例2-5 深冷制氧的过程控制
例2-6 废弃污泥的过程控制
例2-7 药剂投放的过程控制
第四节 可编程逻辑控制器（PLC）
一、PLC的基本概念
二、开关量控制
例2-8 曝气池单元的PLC控制
例2-9 进水泵房单元的PLC控制
三、模拟量控制
例2-10 环境温度PLC控制
四、编程方法
例2-11 SBR程序PLC控制
第三章 动态分析
第一节 输入-输出模型
一、输入-输出模型的建立
例3-1 搅拌槽加热器输入一输出模型
例3-2 混合过程的输入一输出模型
二、非线性系统的线性化
例3-3 污水储槽液位模型线性化
例3-4 连续搅拌反应釜模型线性化
第二节 状态方程模型
例3-5 串联水槽的状态方程模型
例3-6 活性污泥法曝气池状态方程
第三节 传递函数
一、拉普拉斯变换
二、传递函数
例3-7 连续搅拌反应釜的传递矩阵及其零点和极点
例3-8 串联水槽的传递函数
三、拉普拉斯反变换
四、数学模型间的转换
例3-9 在MATLAB环境下实现模型之间的转换
第四节 过程动态分析
一、定性分析
二、定量分析
例3-10 储槽液位模型分析
例3-11 两个串联相互无影响的质量容量
例3-12 两个串联相互有影响的质量容量
第五节 反馈控制过程动态响应
一、闭环动态响应
例3-13 求储槽加热器温度反馈控制系统的闭环响应
二、比例控制对过程动态的作用
三、积分控制对过程动态的作用
四、微分控制对过程动态的作用
第四章 复杂控制
第一节 串级控制
一、结构与原理
二、串级控制系统的设计与应用
例4-1 污水温度串级控制
例4-2 物料浸取过程温度串级控制
例4-3 石灰石浆液密度串级控制
例4-4 精馏塔温度串级控制
例4-5 溶解氧DO浓度和鼓风机风量串级控制
例4-6 废水焚烧炉温度串级控制
第二节 比值控制
一、结构与原理
例4-7 氨氧化过程变比值控制
二、比值控制系统的设计与应用
例4-8 自来水消毒装置的水氯比值控制
例4-9 硫黄回收装置的燃料气/酸性气/空气比值控制
第三节 均匀控制
一、结构与原理
二、均匀控制系统的设计与应用
例4-10 串联曝气池液位-流量串级均匀控制
第四节 分程控制
一、结构与原理
二、分程控制系统的设计与应用
例4-11 蒸汽减压分程控制
例4-12 工业废水pH分程控制
例4-13 洁净室温湿度分程控制
第五节 选择性控制
一、结构与原理
例4-14 两个反应器负荷平衡选择性控制系统
例4-15 有机溶剂回收选择性控制系统
例4-16 蒸汽锅炉的燃烧控制
二、选择性控制系统的设计与应用
例4-17 锅炉压力保护选择性控制
例4-18 产量自动调整选择性控制
例4-19 节水系统选择性控制
例4-20 焚烧炉双交叉燃烧控制
第六节 前馈控制
一、结构与原理
二、前馈控制系统的设计与应用
例4-21 锅炉汽包液位前馈控制
例4-22 蒸发过程前馈-反馈控制
例4-23 连续消毒塔温度前馈-反馈控制
例4-24 原油废水处理装置废水浓度前馈-串级反馈控制
例4-25 前置反硝化的碳源投加前馈-反馈控制
第七节 非线性控制
一、结构与原理
二、非线性控制系统的设计与应用
例4-26 pH的非线性控制
例4-27 澄清池、清水池液位非线性控制
第五章 人工智能
第一节 神经网络
一、基本概念
二、训练方法
例5-1 活性污泥处理过程曝气池曝气量控制神经网络分类模型
例5-2 活性污泥过程动态过程神经网络拟合模型
例5-3 废纸造纸废水处理过程神经网络建模
例5-4 污水处理过程的递阶神经网络建模
三、神经网络控制
例5-5 一体化氧化沟溶解氧浓度神经网络自适应控制
四、MATLAB神经网络工具箱应用
例5-6 简化ASM1的神经网络模拟
例5-7 液槽混合浓度神经网络模型预测控制
第二节 模糊控制
一、模糊集合理论
二、模糊控制设计方法
例5-8 污泥脱水模糊控制系统设计
例5-9 曝气池曝气流量模糊控制
三、MATLAB模糊控制工具箱应用
例5-10 污泥回流模糊控制设计
第三节 专家系统
一、基本概念
二、知识库构建
例5-11 活性污泥过程故障诊断专家系统知识库
三、专家系统编制
例5-12 利用MSVisualBasic5.0和Access2000编制专家系统软件
四、专家系统控制
例5-13 污水处理过程pH专家控制系统
主要参考文献