[发明专利]基于ANFIS与机理模型的污水BOD实时预测方法

权利要求书

1.一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1：基于机理模型中的污水生化需氧量软测量模型，得到生化需氧量历史理论值ρ_BOD；

步骤S2：基于现场采样和实验室培养，得到生化需氧量历史实际值；

步骤S3：基于生化需氧量历史理论值和生化需氧量历史实际值，得到训练样本和预测样本；

步骤S4：基于训练样本，构建ANFIS模型；

步骤S5：利用优化算法优化ANFIS模型，基于预测样本得到生化需氧量模型预测值x(t)；

步骤S6：基于生化需氧量模型预测值x(t)，得到生化需氧量预测值P(t)。

2.根据权利要求1所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，所述的污水生化需氧量软测量模型为：

其中，输入变量为曝气流量Q_a、温度T和浊度X，为水中饱和氧溶解度，ρ_DO为水中实际氧溶解度，m₁-m₆为常系数。

3.根据权利要求2所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，所述的为：

其中，H为曝气池的深度，为101.325kPa大气压力时的水中饱和氧溶解度，Z是水中溶解氧的质量浓度。

4.根据权利要求1所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，所述的生化需氧量历史实际值为多个检测点的平均值。

5.根据权利要求1所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，所述的步骤S3包括：

步骤S31：对生化需氧量历史理论值和生化需氧量历史实际值进行差值归一化，得到样本原型；

步骤S32：将训练样本原型分解为多个矢量；

步骤S33：基于多个矢量，得到训练样本和预测样本。

6.根据权利要求1所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，所述的ANFIS模型的推理规则为：

其中，n为规则数，和ξ_i为后件参数，t为时间，c_ij和σ_ij为前件参数。

7.根据权利要求6所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，利用减法聚类得到所述ANFIS模型的规则数和前件参数初始值。

8.根据权利要求1所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，所述的优化算法为反向传播算法和最小二乘法。

9.根据权利要求1所述的一种污水BOD实时预测方法，其特征在于，所述的步骤S5得到P(t)的过程包括：

P(t)＝ρ_BOD'-x(t)ρ_BOD'

其中，ρ_BOD'为污水生化需氧量软测量模型得到的生化需氧量理论预测值。