基于改进型蜣螂算法Fuzzy-Smith-LADRC混凝投药

来源：电子测量技术杂志2025年第3期北京时间：

作者：王文成，余智科，郑诗翰

单位：1.桂林理工大学机械与控制工程学院 桂林 541006; 2.广西高校先进制造与自动化技术重点实验室 桂林 541006

摘要：二十届三中全会强调全面落实深化改革水利任务，其中居民饮用水是重点民生任务，混凝工艺是饮用水处理的关键环节。由于混凝过程具有大时滞特性，故对于原水水质频繁变化的控制系统，常规的PID控制不能达到满意的效果。为此，将一种不依赖系统精确模型的线性自抗扰控制器(LADRC)应用于系统中，利用扩张观测器对混凝控制系统中出现的扰动进行估计并补偿，同时设计史密斯预估器(Smith)与模糊控制器(Fuzzy)相结合的自适应史密斯控制器来消除大时滞对控制效果的影响，提出Fuzzy-Smith-LADRC控制器。针对控制器参数调节困难而引入改进型蜣螂算法(MSIDBO)进行参数整定。改进型算法对DBO算法中初始种群分布不均匀、易陷入局部最优解等问题进行优化，使得MSIDBO能快速收敛并更好平衡全局探索与局部开发能力。系统模型精确时，该控制方法比PID控制的调节时间减少279 s和超调量降低8%，比DMC控制的调节时间减少40 s，系统模型变化时，相比LADRC具有更好的抗干扰性与鲁棒性。

关键词：混凝工艺;模糊史密斯预估线性自抗扰;改进蜣螂算法;参数优化

基金资助：国家自然科学基金（52467022）、广西自然科学基金 (2021GXNSFAA220038)项目资助