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《南昌大学》 2011年
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基于FPGA的SBR法溶解氧(DO)模糊监控系统设计

沈淑鸿  
【摘要】:随着污水处理相关技术的发展,对处理过程中的某些重要参数进行控制的自动化水平尤其是实时性提出了更高的要求。本文针对序批式活性污泥法污水处理过程对于溶解氧浓度的控制要求,引入模糊控制理论,结合FPGA以及EDA技术,利用VHDL硬件描述语言,探讨了基于FPGA的SBR法溶解氧模糊监控系统的设计与实现。 首先,本文分析了序批式活性污泥法污水处理过程中对溶解氧浓度的要求,结合模糊控制理论,建立了溶解氧模糊监控系统。然后按照系统的基本结构,对A/D数据采集部分、模糊控制器部分、D/A转换部分、变频曝气执行机构部分的特性进行了分析,并对各部分所使用的芯片和器件进行了选型,以实现系统的控制功能。 其次,重点对系统核心部分的溶解氧模糊控制器的FPGA设计与实现进行了分析,按照模块化设计流程,对系统的各个模块进行了VHDL描述与设计。主要包括利用半整数分频法以及有限状态机设计方法,完成了溶解氧浓度采集过程的控制;采用查表法思想,利用MATLAB模糊控制工具箱离线生成溶解氧模糊控制表,结合QuartusⅡ中的相关宏功能模块,实现了溶解氧模糊控制器的设计;对模糊控制输出D/A转换过程的控制进行了设计;此外,还对系统的显示模块及键盘模块等辅助电路进行了设计。 最后,基于QuartusⅡ开发设计平台,对系统的各个功能模块的VHDL设计进行了仿真及验证。仿真结果表明,本系统各模块的VHDL设计与描述能够实现对溶解氧浓度的数据采集、模糊处理、控制输出等功能,从而实现对污水处理过程中溶解氧浓度参数的调节。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

知网文化
【参考文献】
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