混凝剂投加是自来水生产过程中净水处理的重要环节，混凝剂投加自动化是实现自来水生产自动化的重要一环。准确地投加混凝剂可以有效地减轻过滤、消毒设备的负担，在保证满足出厂水浊度要求的前提下尽量减少混凝剂的投加量，具有良好的经济效益和社会效益。因此，近年来这一问题受到控制领域和制水领域科技工作者的高度关注。 对于常规的地表水处理工艺，混凝沉淀是一个复杂的物理化学反应过程。由于人们对混凝过程中混凝剂的化学反应机理还不是很清楚，影响混凝剂投加量的因素很多且不确定，使得无法通过建立精确的数学模型来对混凝剂投加进行准确的控制。且整个制水过程具有非线性、时变性、大时滞性等复杂特点，使得使用传统的、简单的控制方法已经不能达到满意的控制效果，有的水厂还不得不使用人工投药的方法。随着人工智能在理论和应用上的长足发展，出现了将其用于对混凝剂投加的控制过程中，主要有基于神经网络、模糊逻辑、专家系统的控制方法或将其中几种方法融合在一起的集成智能控制方法，取得了一定的效果。 本文对自来水厂混凝投药过程工艺进行了分析研究，针对自来水生产过程中混凝投药过程的大时滞性、受外界因素扰动的不确定性和难于建立精确的数学模型的特点，分别采取了无模型控制技术、基于跟踪．微分器的模糊PID、灰色预测控制方法进行研究，主要研究工作和成果如下： 1、为方便实验仿真研究，进行加药过程动态模型的测试，由加药过程的飞升曲线，通过时域法过程辨识方法，得到加药过程是一个二阶惯性加时滞的环节。 2、介绍了近年来出现的对被控对象的数学模型没有特别要求的无模型控制技术，目的是探讨这一技术应用于混凝投药过程的控制的可行性。进行了相关实验仿真研究。根据测试的混凝投药过程这一二阶惯性加时滞模型，进行了实验研究，试验结果表明无模型控制技术对复杂大时滞过程控制具有良好的自适应性和鲁棒性，有望将这一技术引入混凝投药过程的实际控制中。 3、利用跟踪-微分器对不可微或不连续信号的良好跟踪性能和可从受噪声污染的信号中提取出高品质微分信号的优点，以及结合模糊PID控制器具有灵活性、适应性、控制精度好的优点，研究基于跟踪．微分器的模糊PID控制系统对带有噪声干扰的大时滞过程的控制效果，并对其中的跟踪-微分器进行了简化。实验仿真结果表明，这种控制系统对带有噪声干扰的大时滞过程的控制是有效的。 4、针对灰色理论建模所需数据少、计算步骤简单、计算量小等特点，采用GM(1.1)灰色预测模型对控制系统的输出进行预测，对传统的GM(1.1)灰色预测模型进行改进，采用等维新息、提高原始建模数据的光滑度和改变初始条件的方法，得到可用于长期预测和具有较高预测精度的优化GM(1,1)灰色预测模型。将该改进灰色模型与PID控制进行结合，得到了一种基于灰色预测的控制系统。实验仿真结果表明，此控制系统具有良好的适应性和鲁棒性。是对自来水厂混凝投药过程的控制方法的一个有益探索。