《环境工程仿真与控制》是“十五”**级规划教材。该书**版为“面向21世纪课程教材”,于2001年由高等教育出版社出版。
《环境工程仿真与控制》在**版的基础上主要增加了两方面的内容:一是MatLab/SimuLink在环境工程中的应用,涉及活性污泥过程仿真模型的编制、Pl控制系统仿真的应用、用SimuLink编制神经网络仿真模型及神经网络预测控制模型、用MatLab工具箱进行模糊控制设计等;二是可编程逻辑控制器(PLC)在环境工程中的应用,涉及PLC基本原理、开关量控制设计、模拟量控制设计、PLC编程方法等。
《环境工程仿真与控制》共分五章。**章“仿真”介绍环境工程过程的仿真即过程建模和求解的方法,以及活性污泥过程、二沉池二维流态等模型的建模和求解过程。第二章“过程控制”介绍反馈控制系统的控制规律和自动化仪表,以及污水处理主要设施的自动控制方法。第三章“动态分析”阐述如何导出过程的传递函数,以及如何利用传递函数对环境工程的过程动态进行定性和定量分析。第四章“人工智能”**介绍神经网络、专家系统和模糊控制的理论及其在环境工程仿真与控制中的应用。第五章“复杂控制系统”介绍串级、分

《环境工程仿真与控制》(**版)为教育部“九五”规划**教材,也是面向2l世纪教材,于2001年由高等教育出版社出版发行。
该教材的特点是将信息技术引入环境工程专业教学,在水污染控制、大气污染控制、固体废弃物处理处置等传统课程的基础上开创了环境工程专业教学一个新的方向。
该教材在结构上以信息技术内容为纲(系统仿真、过程控制、动态分析、人工智能等),以环境工程内容为目(活性污泥、厌氧消化、污泥脱水、药剂投放等),纲举目张,形成有别于环境工程传统教材的新的结构体系。
该教材中的许多实例基本为目前或近期环境工程研究的热点问题,如ASM、沉淀池流态、神经网络、模糊控制、专家系统等,教材内容富有新意。
该书**版自2001年由高等教育出版社出版发行以来,受到我国环境工程专业教学、科研及管理部门有关人员的广泛关注。教育部高教司2003年9月发文委托华东理工大学举办“环境工程仿真与控制”师资培训班(教高司函[2003]19l号),来自全国39所高校的52名骨干教师在华东理工大学参加了为期6天42学时的师资培训班学习。
《环境工程仿真与控制》(第二版)是教育部“十五”**级规划教材。与**版相比较,第二版主要增加了两方面的内容:一是MatLab/Simulink在环境工程中的应用,涉及活性污泥过程仿真模型的编制、PI控制系统仿真的应用、用SimuLink编制神经网络仿真模型及神经网络预测控制模型、用MatLab工具箱进行模糊控制设计等;二是可编程逻辑控制器(PLC)在环境工程中的应用,涉及PLC基本原理、开关量控制设计、模拟量控制设计、PLC编程方法等。此外,第二版还对**版中的部分内容进行了一些增、删,总篇幅约增加1/2。
本书第二版由上海市研究生教育专项经费和华东理工大学研究生教育基金共同资助,谨此致谢��

第1章 仿真
**节 模型的建立
一、模型分类
二、简单系统建模
例1.1 液槽水量模蛩
例1.2 带溢流堰液槽液位模型
例1.3 调节池水质模型
例1.4 曝气池溶解氧浓度模型
例1.5 污泥耗氧速率模型
例1.6 污泥生长及氮的消耗模型
例1.7 异养菌好氧生长与有机碳消耗模型
三、复杂系统建模
例1.8 活性污泥过程数学模型
例1.9 厌氧消化过程数学模型
例1.10 二沉池一维浓度分布模型
例1.11 沉淀池二维流场模型
第二节 模型的分析
一、四阶龙格-库塔法
例1.12 溶解氧浓度S及易降解有机碳浓度S对系统的影响
二、有限差分法
例1.13 矩形二沉池流体流速及固体浓度稳态分布
第三节 MatLab/simuLink应用
例1.14 利用SimuLink编制基于ASMl的活性污泥过程数学模型

第2章 过程控制
**节 反馈控制
一、比例控制
二、积分控制
三、微分控制
例2.1 溶解氧浓度PI控制
第二节 自动化仪表
一、控制器
二、执行器
三、检测器和变送器
例2.2 初沉池和污泥泵的过程控制
例2.3 流量分配的过程控制
例2.4 溶解氧DO和风机的过程控制
例2.5 深冷制氧的过程控制
例2.6 污泥回流的过程控制
例2.7 废弃污泥的过程控制
例2.8 药剂投放的过程控制
第三节 可编程逻辑控制器(PLC)
一、PLC的基本概念
二、开关量控制
例2.9 空气压缩机PLC控制
例2.10 锅炉运行PLC顺序控制
三、模拟量控制
例2.11 温度PLC控制
四、编程方法
例2.12 SBR程序PLC控制

第3章 动态分析
**节 输入-输出模型
例3.1 搅拌槽加热器输入-输出模型
例3.2 混合过程的输人-输出模型
第二节 非线性系统的线性化
一、单变量系统的线性化
例3.3 废水储槽液位模型线性化
二、多变量系统的线性化
例3.4 连续搅拌反应釜模型线性化
第三节 传递函数
一、拉普拉斯变换
二、传递函数
例3.5 连续搅拌反应釜的传递矩阵及其零点和极点
三、拉普拉斯反变换
第四节 过程动态分析
一、定性分析
二、定量分析
例3.6 储槽液位模型分析
例3.7 两个串联相互无影响的质量容量
例3.8 两个串联相互有影响的质量容量
第五节 反馈控制过程动态响应
一、闭环动态响应
例3.9 求储槽加热器温度反馈控制系统的闭环响应
二、比例控制对过程动态的作用
三、积分控制对过程动态的作用
四、微分控制对过程动态的作用

第4章 人工智能
**节 神经网络
一、基本概念
二、训练方法
例4.1 活性污泥过程曝气池曝气控制神经网络模型
例4.2 活性污泥过程动态分析神经网络模型
三、神经网络控制
四、MatLab神经网络工具箱应用
例4.3 简化AsMl的神经网络模拟
例4.4 液槽混合浓度神经网络模型预测控制
第二节 专家系统
一、基本概念
二、知识库构建
例4.5 活性污泥过程故障诊断专家系统知识库
三、专家系统编制
例4.6 利用MS visual Basic 5.0和Access 97编制专家系统软件
四、专家系统控制
第三节 模糊控制
一、模糊集原理
二、模糊控制设计方法
例4.7 污泥脱水模糊控制系统设计
例4.8 曝气池曝气流量模糊控制
三、Matlab模糊控制工具箱应用
例4.9 污泥回流模糊控制设计

第5章 复杂控制系统
**节 串级控制系统
一、结构与原理
二、应用实例
第二节 比值控制系统
一、结构与原理
二、应用实例
第三节 均匀控制系统
一、结构与原理
二、简单均匀控制系统
三、串级均匀控制系统
四、双冲量均匀控制系统
第四节 分程控制系统
一、结构与原理
二、应用实例
第五节 自动选择性控制系统
一、选择器在变送器和调节器之间
二、选择器在调节器和调节阀之间
三、应用实例
第六节 前馈控制系统
一、结构与原理
二、应用实例
第七节 非线性控制系统
一、结构与原理
二、应用实例
主要参考文献
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