水污染是当今世界各国都必须面对的重要问题,并且淡水资源日益匮乏,对污水进行处理,处理后再加以重新利用,已成为各国政府所关注的大事。活性污泥法作为目前国内外广泛应用的,用来提高水质的污水水处理技术,具有经济、简便的优点。污水处理系统中,水中的溶解氧浓度是污水处理生化反应过程中的一个重要指标。它能比较迅速、直观地反映系统的运行状况。对曝气池中溶解氧(DO)实现准确地控制,可以直接影响到系统能耗和污水排放进程,是获得较好经济效益和水处理效果的前提。根据对冯裕钊、龙腾锐等在“变参数活性污泥系统的最优鲁棒控制法”一文中提出的SBR法数学模型的分析研究,改变模型的简化条件,建立新模型,并对新建立的模型进行了稳定性,可控性分析,验证了新建模型具有内在不稳定性。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式理论,通过构造一个Lyapunov函数,求解满足条件的LMI,设计出使闭环系统稳定的控制器。在污水实际处理过程中,由于进水水量,水质的不确定性,建模过程中对真实物理过程简化及线性化近似处理导致的模型不确定性,因温度引起的动力学参数变化导致的模型不确定等,针对模型参数的不确定设计鲁棒控制器;针对控制器在控制实现时因为硬件如A/D,D/A转换,软件如计算截断误差等原因,造成的控制器参数变化,控制系统不稳定,设计了非脆弱控制器,保证系统稳定,满足控制性能要求;针对微生物浓度在线检测仪昂贵的实际问题,通过构造观测器,设计基于观测器的鲁棒非脆弱控制器。用MATLAB仿真算例说明方法的正确性和有效性。设计实现了一套污水处理曝气自动控制实验系统。控制系统采用IPC+PLC形式,选用西门子公司的S7-300 PLC作为数据采集控制单元,利用组态王软件设计监控画面。通过动态数据(DDE)实现MATLAB与组态王的数据通讯,实现鲁棒非脆弱控制算法对系统的控制。利用实验系统对PID控制与鲁棒非脆弱控制方法进行了对比。计算机仿真研究和实验表明,采用所提出的鲁棒非脆弱控制方法,对活性污泥污水处理过程的控制是有效的。