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针对水处理中溶解氧的传质过程存在严重的滞后问题．提出了基于单神经元PID控制的水处理预估模型。由于在标准状况下溶解氧的传质过程近似为一阶纯滞后过程，采用了Smith预估器作为补偿环节。将基于有监督Delta学习规则的单神经元PID作为控制器，在线不断调整PID参数，通过仿真研究该模型具有很好的控制效果。最后在西门子PLC下实现此模型的工程应用。