乔俊飞，逄泽芳，韩红桂

(北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京100124)

环境保护部2011年发布的《中国环境状况公报》中指出，2010年全国废水排放总量为617.3亿吨，比2009年增加4.7%，而全年累计处理污水397.3亿立方米，水污染防治形势依然严峻.因此，建立污水处理厂，最大限度地保护水环境显得尤为重要.截至2011年3月底，全国各个城市、县累计建成城镇污水处理厂2 996座，处理能力达到1.33亿立方米每日[1].但是由于污水处理的经济成本高、能耗大，尚有607座投入运行1年以上的城镇污水处理厂平均运行负荷率不足60%.因此，在出水水质达标的前提下，降低运行能耗是污水处理过程亟待解决的问题.

为了优化运行成本，国内外学者进行了大量的研究[2-5].R.Piotrowskia等对采用分层控制策略实现水溶解氧浓度的控制，上层采用非线性模型预测设计好氧区的期望曝气量，下层控制器采用分段线性化原理对设定值进行跟踪[2].虽然该分层控制策略能够实现溶解氧的优化控制，但是由于控制变量单一，其应用受到了很大的限制.V.Chandramouli等利用神经网络设计了一种污水生化处理自适应控制器，该控制器以回流污泥量和氧气传递速率为控制量，底物浓度和溶解氧浓度为被控量，实现了污水处理过程底物浓度和溶解氧浓度的控制[3]，但是该控制器的控制量设定值为固定经验值.B.Beraud等在BSM1(benchmark simulation model No.1)基础上，为使曝气能耗和泵送能耗达到最小，采用了多目标遗传算法(multi objectives genetic algorithm，MOGA)对污水处理过程进行优化控制[4].张平等……