三冲量PID控制优化煤矿废水脱碳过程

本文主要探讨了在煤矿井下疏干水处理过程中，如何通过改进现有的废水慢速脱碳工艺来提高其净化效率并稳定中间池的pH值。作者李东、侯媛彬、王超和何柳针对这一问题，提出了基于三冲量PID（Proportional-Integral-Derivative）控制的方法。传统的单冲量控制仅依赖于一个输入变量，如进水量或出水量，而三冲量控制则增加了流量扰动作为第三个控制信号，这使得系统的响应更为精确和快速。 在研究中，他们首先分析了中间池水位的影响因素，这些因素可能包括进料流量、出水流量以及整个处理过程中的流量变化。通过引入这三个关键参数，三冲量PID控制能够实时调整废水处理过程，确保pH值在设定范围内保持稳定。这种方法的优势在于它能够在10秒内有效地消除扰动，相比于单冲量控制方法，大大缩短了反应时间，约为290秒，从而减少了因水位波动引起的pH值不稳定。 文章通过建立中间池水位的系统模型和在Simulink环境下的仿真模型，对三冲量PID控制的效果进行了验证。仿真结果显示，即使在水量扰动仅为几十毫升的情况下，该控制策略也能显著地维持中间池的pH值稳定，这对于维持废水处理过程的持续有效性和减少后续处理环节的压力至关重要。 关键词方面，"煤矿废水"、"慢速脱碳"、"三冲量控制"、"PID控制"和"pH值"都是本文的核心关注点，反映了研究的主题和目标。此外，文章还引用了中图分类号X752和文献标志码B，表明该研究属于矿产资源技术领域，并且满足学术论文的标准。 这篇论文为煤矿废水处理领域的工程师提供了一种创新的控制策略，通过优化三冲量PID控制，提高了废水处理过程的效率和稳定性，对于环境保护和工业生产实践具有实际意义。