Control incremental multi-subreservorios de red de estado de eco para el proceso de aireación incierto

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Ambiental
• Ingeniería de Control
• Inteligencia Artificial

Sus antecedentes:

• El control del oxígeno disuelto (OD) en los procesos de tratamiento de aguas residuales (PTAR) es un desafío debido a la dinámica no lineal y las perturbaciones desconocidas.
• Los métodos existentes luchan con las incertidumbres inherentes de los procesos de aireación.

Objetivo del estudio:

• Proponer un controlador avanzado para el control robusto de oxígeno disuelto en PTAR.
• Mejorar la adaptabilidad y reducir la complejidad computacional en el control de la aireación.

Principales métodos:

• Utilización de una red de estado de eco (ESN) como aproximador del estado del sistema y un observador de perturbaciones para perturbaciones no medibles.
• Incorporación de un mecanismo de incremento de subreservorio impulsado por error para una mejor aproximación de la incertidumbre.
• Aplicación del algoritmo de parámetro de aprendizaje mínimo (MLP) para optimizar las actualizaciones de peso y reducir la carga computacional.
• Empleo de la teoría de estabilidad de Lyapunov para probar la estabilidad del sistema de bucle cerrado.

Principales resultados:

• El controlador propuesto de red de estado de eco multi-subreservorio incremental (IMSESN) demostró una precisión de seguimiento superior en comparación con los métodos existentes.
• El controlador exhibió una eficiencia computacional significativa, validada a través de simulaciones en el modelo de simulación de referencia n.º 1 (BSM1).
• El sistema mostró robustez en diversas condiciones climáticas, lo que indica un rendimiento confiable en escenarios del mundo real.

Conclusiones:

• El controlador IMSESN ofrece una solución eficaz para el control preciso del oxígeno disuelto en PTAR.
• El método desarrollado equilibra alta precisión de control con demandas computacionales reducidas.
• Este enfoque proporciona un avance prometedor para optimizar las operaciones de tratamiento de aguas residuales.