کاربرد الگوریتم بهینه سازی SCE در تعیین ضرایب کنترل گر کلاسیک PID

با توجه به کمبود منابع آب در کشور، بهبود مدیریت توزیع آب برای افزایش عملکرد شبکه های توزیع آبیاری یک امر اجتناب ناپذیر است. سیستم های کنترل نقش مهمی در توزیع آب در شبکه ها دارند و میزان موفقیت شبکه بستگی به چگونگی عملکرد آن ها دارد. طراحی و اجرای موفق آن ها به تنظیم ضرایب کنترلی وابسته است. هدف از این پژوهش تعیین ضرایب بهینه سیستم کنترل با استفاده از روش تکامل تصادفی تدریجی می باشد.
در این مطالعه سیستم کنترل تناسبی- انتگرالی- دیفرانسیلی کنترل از بالادست و کنترل از پایین دست برای سازه تنظیم دریچه کشویی در مدل هیدرودینامیک ICSS توسعه داده شد. برای تنظیم ضرایب این سیستم های کنترل، از الگوریتم بهینه سازی تکامل تصادفی تدریجی در گزینه بهره برداری افزایشی و کاهشی در مدت زمان بهره برداری 5 ساعت در کانال اصلی شبکه آبیاری البرز به طول 6/12 کیلومتر استفاده شده است. برای ارزیابی ضرایب کنترل گرها، تابع هدف شامل شاخص های ماکزیمم قدرمطلق خطا، انتگرال قدرمطلق بزرگی خطا و زمان پاسخگویی سیستم در نظر گرفته شد. همچنین از شاخص های مولدن و گیتس برای ارزیابی عملکرد کانال استفاده شد.
در گزینه بهره برداری افزایشی و کاهشی ضرایب بهینه در هر یک از کنترل گرها بدست آمد. با استفاده از ضرایب بدست آمده، مدل در مدت زمان کم در هر یک از مراحل افزایشی و کاهشی قادر خواهد بود عمق را در عمق هدف تنظیم نماید. بیشترین مقدار خطا (انحراف از عمق هدف) در کنترل گرهای کنترل از بالادست و پایین دست به ترتیب در سازه C1 با مقدار 10 سانتیمتر و در سازه C3 با مقدار 6 سانتیمتر می باشد. کنترل گر کنترل از بالادست قادر به تنظیم سطح آب در پایین دست خود نمی باشد بنابراین تامین نیاز آبگیرهای TO14 و TO16 به علت قرار گرفتن در پایین دست سازه تنظیم C3، دچار اختلالاتی شده است که مقدار شاخص کفایت در تحویل در این سازه ها به ترتیب در محدوده عملکرد متوسط و ضعیف قرار می گیرد. در کنترل گر کنترل از پایین دست مقادیر این شاخص نسبت به کنترل گر کنترل از بالادست بهبود یافته است. شاخص های کفایت، راندمان، پایداری در تحویل در هر دو کنترل گر در کل کانال در محدوده عملکرد خوب و عدالت در تحویل در محدوده متوسط قرار دارند.
نتایج نشان می دهد ضرایب بهینه بدست آمده از مدل توسعه داده شده در هر دو کنترل گر کنترل از بالادست و کنترل از پایین-دست پاسخگوی تغییرات در بهره برداری در مدت زمان کوتاه می باشد.