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本申请涉及了一种多变量双时间尺度的污水处理曝气控制方法和装置，本方法首先确定曝气滞后时间和水力停留时间，然后考虑曝气滞后时间和水力停留时间的影响，通过采集对应时刻的出水氨氮、进水流量与风机频率数据，自动滑动辨识滞后时间与相关系数，构建预测模型预测未来的出水氨氮值，本方法考虑双时间尺度和多变量，能更准确地反映污水处理的出水氨氮的实际情况，避免了因滞后性导致的误判和无效控制；另外面对进水水质和水量的大幅波动，本方法引入了基于进水氨氮波动和/或水量波动的前馈补偿机制，这与仅依赖PID反馈控制相比，能够更迅速地抵消扰动的影响，明显提高系统应对外部扰动的能力。