本论文基于城市生活污水问题，开展活性污泥法溶解氧浓度的滑模控制研究。论文依据活性污泥一号模型（ASM1）、细胞动力学方程、曝气机理、物料平衡并结合实际污水处理系统的特性，建立并化简了适用于控制系统的数学模型。针对控制系统和生产过程高可靠性和安全性的要求，论文研究了污水处理过程时滞系统的故障估计问题，设计了自适应观测器，并利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的状态及故障估计误差均一致有界，最后应用LMI工具箱及Matlab软件对其仿真，进而验证其可行性与有效性。由于曝气池内溶解氧的浓度是整个污水处理过程的一个重要指标，它能够快速地反映出整个控制系统的污水处理情况，而且它的大小还将影响到原水中有机物的去除程度、运行的成本以及最后出水的水质状况，所以设计合理的控制器对于溶解氧浓度的控制是非常重要的。基于滑模控制具有对外界干扰及参数不确定的鲁棒性好、控制算法比较简单、容易在线实现等优点，论文通过设计滑模控制器实现了对曝气池内溶解氧浓度的控制，并利用Lyapunov稳定性理论及LMI理论证明了滑模控制器的稳定性，最后通过MATLAB仿真验证了滑模控制器的有效性。论文针对活性污泥法溶解氧浓度控制系统介绍了控制系统的硬件构成与软件设计，核心是PID控制算法以及滑模控制算法的实现，通过DDE技术实现了Matlab与组态王的数据交换，最终在活性污泥法溶解氧浓度控制系统中验证了控制方法的有效性。