1.一种基于改进混沌引力搜索算法的活性污泥过程辨识方法,其特征在于,所述具体包括以下步骤:
步骤1)建立活性污泥过程的多输入单输出模型;
步骤2)构建改进混沌引力搜索算法的辨识流程。
2.根据权利要求1所述的基于改进混沌引力搜索算法的活性污泥过程辨识方法,其特征在于,所述步骤1)的建模步骤如下:步骤1‑1)构建活性污泥过程的多输入单输出模型:在式(1)中,y(t)为系统的输出,w(t)为有色噪声,x(t)是系统的无干扰输出,y(t)=x(t)+w(t), (1)其中x(t)和w(t)分别表示为:w(t)=D(z)v(t),‑1
A(z),Bi(z)和D(z)是关于后移算子z 的多项式:步骤1‑2)根据式(2)、(3)可以得到输出y(t)与输入ui(t)、中间变量 无干扰输出x(t)和误差v(t)之间的关系,其中,对非线性部分 的定义如下:
其中 是非线性部分的参数向量,式(2)可以重新表示为:
3.根据权利要求1所述的基于改进混沌引力搜索算法的活性污泥过程辨识方法,其特征在于,所述步骤1)的模型为多输入单输出系统的模型。
4.根据权利要求1所述的基于改进混沌引力搜索算法的活性污泥过程辨识方法,其特征在于,所述步骤2)构建改进混沌引力搜索算法的辨识流程的具体步骤如下:步骤2‑1)初始化种群,生成一个有N个粒子的种群;
步骤2‑2)将化学需氧量(COD)、氨氮(NH3‑N)和污泥回流比作为活性污泥过程模型的输入数据,二次沉淀池产生的水为输出数据;
步骤2‑3)定义适应度函数fit(θ)为:其中, 是输出的估计值,y(t)是输出的实际值;
步骤2‑4)将最大的适应度值记为fw(t),将最小的适应度值记为fb(t);
步骤2‑5)根据式(8)、(9)计算中间质量mi(t)、粒子质量Mi(t);
d
步骤2‑6)根据式(10)、(11)计算两粒子之间的引力 粒子受到的外力总和Fi (t);
其中,其中Mi(t)和Mj(t)分别是粒子i和粒子j的质量,Rij是这两个粒子之间的欧式距离,ξ是一个非常小的常量,为了避免欧式距离为0时式子没有意义,kb表示的是达到最大惯性质量前或者在得到最优的适应度函数值前一组含有K个个体的集合,G(t)是万有引力常数:
kb=(N‑δ)×(L‑h)/L+δ×zh, (13)zh+1=λ×zh×(1‑zh), (14)在式(12)中H表示迭代的最大次数,β表示此刻迭代的次数,G0表示万有引力系数的初始值,ε是一个常数;在式(13)和(14)中,zh为0‑1之间的随机数,δ是指一个粒子向其他粒子施加的力的百分比,λ是一个正常数;
步骤2‑7)根据式(15)计算粒子的加速度步骤2‑8)根据式(16)、(17)更新粒子的速度 与位置其中randi为[0,1]之间的一个随机数,α是[0,1]之间的常量;
步骤2‑9)判断是否达到最大迭代次数,若没有达到,程序跳转到步骤2‑3),若达到,进入步骤2‑10);
步骤2‑10)输出结果,完成辨识。