城镇污水处理过程的主要目标是对城市生产、生活污水进行处理,使出水水质满足国家要求。生化需氧量(BOD)是反映水中可降解有机物含量的参数,是水质评价的关键指标之一。BOD的传统测量方法要经过现场采样、化验室培养等过程,涉及到一系列复杂的生化反应过程,需要5天后才能得到测量值,大滞后特性导致无法实现BOD的实时监测和在线调整,给它的稳定控制带来极大困难。因此,本文结合国内某污水处理厂的控制系统开发项目,展开了监控软件、BOD软测量系统的研发及应用研究,主要工作如下:(1)监控软件开发。根据工程设计图纸完成了污水处理控制系统的硬件组态,并根据工艺要求编写各运行设备的逻辑控制程序,按照污水处理工艺流程设计、开发出组态监控画面,可以实时监控污水处理过程的运行情况。在此基础上,设计了用于存储重要水质参数和相关过程变量变化的数据报表,不仅为工艺人员分析过程状况提供了依据,也为实时预测BOD浓度打下了基础。(2)BOD软测量系统研发。针对BOD浓度难以实时监测的问题,建立了一种基于支持向量回归机(SVR)修正方法的案例推理(CBR)软测量模型。该模型主要包括案例检索、案例重用、SVR修正、案例存储等四个部分。其中,SVR修正模型是利用历史数据构造修正案例库,并采用SVR训练而获得的,可以对传统CBR求解模型得到的BOD浓度建议值进行修正。通过对比实验,结果表明本文模型的预测精度优于其它典型方法,说明SVR修正的引入可以改善CBR的回归性能,能够降低BOD的预测误差,满足了监控需求。(3)工程应用研究。将上述的BOD软测量模型算法使用上位机组态软件的VBS语言进行编程,并设计了相应的软测量监控画面。通过现场调试与实验,证明该软测量系统能够正常运行,实现了BOD的实时监测功能,成功代替了传统的人工化验方法,为实现污水处理过程的稳定控制奠定了基础。