14、废水曝气与红外图像去噪技术研究

废水曝气与红外图像去噪技术研究

引言

在当今的环保和图像处理领域，废水曝气控制和红外图像去噪是两个重要的研究方向。废水曝气是生物废水处理过程中的关键环节，其控制效果直接影响到处理效率和成本。而红外图像在民用和军事导航中具有重要作用，但噪声问题常常影响其质量。本文将深入探讨这两个领域的相关技术和方法。

废水曝气系统的不变控制

废水生物处理技术要求曝气过程必须持续且不间断。为了提高废水曝气控制的效率，研究人员采用不变控制原理对曝气系统进行优化。

控制对象分析

生物废水处理系统中的曝气池被视为一阶控制对象，具有以下特点：
- 输入影响：空气鼓风机容量 $L_{ab}$（$m^3/min$）
- 输出参数：溶解氧浓度 $C$（$g/m^3$）
- 主要干扰：氧气消耗 $q$（$g/min$）

建模所需的控制对象参数如下（来自拉脱维亚实际市政废水生物处理厂的数据）：
|参数|数值|
| ---- | ---- |
|曝气池容量 $Q$|$500 m^3/dn$|
|设定溶解氧浓度 $C_0$|$2 g/m^3$|
|可变负载 $q$|$(40 – 100) g/min$|
|可变空气鼓风机容量 $L_{ab}$|$(6 – 15) m^3/min$|

控制策略

曝气控制系统采用双参数控制，由闭环 PID 控制回路和开环预控制回路组成。以下是系统的主要组成部分：
- 反馈控制回路 ：包括氧气变送器、输入阶跃信号发生器、PID 控制电路、频率转换器