基于SSA优化的变论域模糊PID控制器及其污水处理过程应用

来源：计算机工程杂志2025年第7期北京时间：

作者：李志峰, 熊伟丽

单位：江南大学物联网工程学院，江苏 无锡 214122

摘要：由于复杂多变的生化反应、进水流量和浓度的不断变化，污水处理过程表现出强非线性和时变性等特征，从而导致其过程变量难以精确控制。设计一种麻雀搜索算法(SSA)优化的变论域模糊比例、积分和微分(PID)控制器，对溶解氧和硝态氮浓度进行跟踪控制。首先利用SSA优化第5单元和第2单元的变论域模糊PID控制器的PID初始参数值；然后进行二次寻优，即对量化因子和比例因子进行优化，并设计基于模糊规则的论域自适应调整策略在线整定控制器参数，以提高控制器的跟踪精度；最后应用污水处理过程国际基准仿真平台进行恒值和动态变值跟踪控制的实验验证。实验结果表明，与基于自适应伸缩因子变论域模糊PID控制器、模糊PID控制器、常规PID控制器相比，所设计控制器的绝对误差积分指标明显降低，在有效降低能耗的同时提升了出水水质。

关键词：污水处理过程,麻雀搜索算法,变论域模糊,比例、积分、微分控制器,参数优化

基金资助：国家自然科学基金(61773182); 国家自然科学基金(62003300); 国家重点研发计划(2018YFC1603705-03)