[发明专利]自适应铜离子电解水处理控制系统

权利要求书

1.一种自适应铜离子电解水处理控制系统，其特征在于，包括：控制器、电解电路、浓度观测仪；其中：

所述控制器，用于根据预设的铜离子浓度值和当前时刻的铜离子浓度值确定电解电路的输入电压；

所述电解电路，用于根据所述输入电压输出相应的电解电流，所述电解电流用于控制铜离子的电解速率，以使铜离子浓度值在预设的浓度范围内；

所述浓度观测仪，用于通过算法实时观测当前时刻的铜离子浓度值，并将所述当前时刻的铜离子浓度值发送至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的自适应铜离子电解水处理控制系统，其特征在于，所述控制器采用基于特征模型的自适应控制算法，具体的计算公式如下：

式中：表示第k+1时刻的铜离子浓度观测值；y(k)、y(k-1)分别表示第k、k-1时刻的铜离子浓度值；u(k)表示第k时刻电解电路的电压值；f₁(k)、f₂(k)、g₀(k)分别表示在线辨识的参数，其中，k的值取无穷大时，满足如下公式：

f₁(∞)+f₂(∞)+g₀(∞)＝1。

3.根据权利要求2所述的自适应铜离子电解水处理控制系统，其特征在于，所述控制器包括：黄金分割自适应控制器和逻辑积分控制器；

所述黄金分割自适应控制器的控制算法如下：

式中：u_L(k)表示k时刻黄金分割自适应控制器输出的电解电压值，λ表示系统常数，表示铜离子浓度的观测值，e(k)、e(k-1)表示第k时刻、第k-1时刻铜离子浓度观测值和实际值之间的误差；

所述逻辑积分控制器的控制算法如下：

u_I(k)＝u_I(k-1)+k_Ie(k)

式中：u_I(k)、u_I(k-1)分别表示第k时刻、第k-1时刻逻辑积分控制器的输出电解电压值，k_I表示积分常数。

4.根据权利要求1所述的自适应铜离子电解水处理控制系统，其特征在于，所述电解电路包括：模数AD转换器和数模DA转换器，所述模数AD转换器用于将4-20mA的直流电流值转换为数字量信号；所述数模DA转换器用于将控制器计算出的控制电压值转换为模拟量。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的自适应铜离子电解水处理控制系统，其特征在于，还包括上位机；所述上位机具有人机交互界面，所述人机交互界面上设置有多个操作窗口，所述操作窗口包括：铜离子浓度设置窗口、工作模式选择窗口、当前时刻的铜离子浓度观测值显示窗口；其中，所述工作模式选择窗口中包括：手动工作模式选项和自动工作模式选项；所述手动工作模式是指：人为输入预设的铜离子浓度值；所述自动工作模式是指：系统根据所述控制器自动调节电解电压，以此调节铜离子浓度值在设定值。

6.根据权利要求5所述的自适应铜离子电解水处理控制系统，其特征在于，还包括通讯模块，所述通讯模块用于保持所述上位机与所述控制器之间的数据传输。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的自适应铜离子电解水处理控制系统，其特征在于，还包括警报器，所述警报器用于在控制器发生故障时，发出警报。