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

سال انتشار: 1396
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 476

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JWSC-24-2_012

تاریخ نمایه سازی: 11 آبان 1398

چکیده مقاله:

چکیده سابقه و هدف: 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. مواد و روش ها: 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. یافته ها: 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. نتیجه گیری: 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. واژه های کلیدی: سیستم کنترل تناسبی- انتگرالی- دیفرانسیلی، مدل هیدرودینامیک ICSS، کانال اصلی شبکه آبیاری البرز، شاخص های ارزیابی.

کلیدواژه ها:

سیستم کنترل تناسبی- انتگرالی- دیفرانسیلی ، مدل هیدرودینامیک ICSS ، کانال اصلی شبکه آبیاری البرز ، شاخص های ارزیابی

نویسندگان

ساحله کاکویی

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

علیرضا عمادی

عضو هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

محمدعلی غلامی سفیدکوهی

عضو هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Amein, M. 1968. An implicit method for numerical flood routing. ...
  • Bayalski, C.P., Ehler, D.G., Falvey, H.T., Rogers, D.C., and Serfozo, ...
  • Systems Automation Manual. United State Bureau of Reclamation. 1. ...
  • Baume, J.P., Malaterre, P.O., and Sau, J. 1999. Tuning of ...
  • using optimization tools. USCID Workshop. Pp: 483-500. ...
  • Clemmense, A.J., Kacerek, T.F., Grawitz, B., and Schuurmans, W. 1998. ...
  • Control Algorithms. J. Irrig. Drain. Engin. 124: 1. 23-29. ...
  • Chu, W., Gao, X., and Sorooshian, S. 2010. Improving the ...
  • scheme for optimization of complex nonlinear hydrological systems: Application to ...
  • calibration of the Sacramento soil-moisture accounting model. J. Resour. Res. ...
  • Duan, Q., Sorooshian, S., and Gupta, V.K. 1992. Effective and ...
  • for conceptual Rainfall-Runoff models. J. Water Resour. Res. 28: 4. ...
  • Emadi, A. 2007. Mathematical Models Development of Optimal Operation in ...
  • Canals Considering Conjunctive Use of Surface and Ground Water. Ph.D. ...
  • Agricultural Department. Tarbiat Modaress University, 171p. (In Persian) ...
  • Emadi, A.R., and Kakouei, S. 2014. Determination of Optimal Parameters ...
  • Reduction Method in Karaj Reservoir Dam using SCE. J. Water ...
  • Henderson, F.M. 1966. Open channel flow. Macmillan Publishing Co. NewYork, ...
  • Hosseinzadeh, Z. 2010. Design and preparation of mathematical and physical ...
  • automatic overshot gate and its automatin system test. M.Sc. Thesis ...
  • Department. Tarbiat Modaress University, 162p. (In Persian) ...
  • Isapour, S. 2008. Modelling and Assessment of control algorithm in ...
  • management operation irrigation network (Case study: dez irrigation network). M.Sc. ...
  • of Tehran University, 128p. (In Persian) ...
  • Isapour, S., and Montazer, A.A. 2010. Assessment of global automatic ...
  • system PI in Dez irrigation network. P 1-8, 3th National ...
  • drainage network management, Ahwaz. (In Persian) ...
  • Jamali, S. 2011. Development of Optimization Model for PID Automatic ...
  • in ICSS Model Using GA. M.Sc. Thesis of Agricultural Department. ...
  • University, 145p. (In Persian) ...
  • Jeon, J.H., Park, C.G., and Engel, B.A. 2014. Comparison of ...
  • Algorithm and SCE-UA for Calibration of SCS-CN Surface Runoff Simulation. ...
  • Joes, V.A., Pedro, L., Joes, R., Lorenzo, L., and Keloudia, ...
  • irrigation canals – robust design and real-time implementation. J. Water ...
  • Litrico, X., Malatterre, J.P., Voin, P.Y., and Ribot– Bruno, J. ...
  • controllers for Irrigation Canal Pool. J. Irrig. Drain. Engin. 133: ...
  • Mahab Ghods (Consulting Engineers). 2009. Instruction for operation and maintenance ...
  • MC canal, 121p. (In Persian) ...
  • Malaterre, P.O., Roggers, D.C., and Schuurmans, J. 1998. Classification of ...
  • algorithm. J. Irrig. Drain. Engin. 124: 1. 3-10. ...
  • Manz, D.H. 1985. System analysis of irrigation conveyance system. Thesis ...
  • Requirements of Doctor of Philosophy in Civil Engineering. University of ...
  • Edmonton. Alberta, Canada, 435p. ...
  • Merkley, G.P. 1997. Canalman User s Guide. Dept. of Biological ...
  • Utah State University. ...
  • Molden, D.J., and Gates, T.K. 1990. Performance measures for evaluation ...
  • delivery systems. J. Irrig. Drain. Engin. 116: 6. 804-822. ...
  • Monem, M.J., and Mamizadeh, J. 2005. Development of Mathmatical model ...
  • Downstream Control System in Irrigation Canals. 5th Iranian Hydroulic Conference. ...
  • Pp: 1-10. (In Persian) ...
  • Onyari, E., Taigbenu, A., and Ndiritu, J. 2016. Groundwater Pollution ...
  • by Optimization and the Green Element Method. World Environmental and ...
  • Qaderi, K., Samani, J.M.V., Eslami, H.R., and Saghafian, B. 2006. ...
  • a rainfall- runoff model based on sce method. J. Iarn- ...
  • Sadeghi Tebs, S., and Pourreza Bilandi, M. 2015. Comparison of ...
  • analysis methods in hydrological modeling. J. Range Water. Manage. 68: ...
  • Schuurmans, J. 1997. Control of Water Levels in Open-Channels. Desertation ...
  • Seyedmousavi, S.M., Parvaresh Rizi, A., and Isapour, S. 2015. Improving ...
  • Proportional-Integral Controller Based On System Identification Process on Doosti Irrigation ...
  • Network. J. Water Soil. 29: 4. 850-860. (In Persian) ...
  • Slambolchzadeh, H. 2006. Assessment and improvement of the reservoir management ...
  • operation irrigation network (case study: Moghan irrigation network). M.Sc. Thesis ...
  • Agricultural Department. Tarbiat Modaress University, 105p. (In Persian) ...
  • Sorooshian, S., Duan, Q., and Gupta, V.K. 1993. Calibration of ...
  • application of global optimization to the Sacramento soil moisture accounting ...
  • Water Resources Research. 29: 4. 1185-1194. ...
  • Strekloff, T. 1969. One dimensional equation of open channel flow. ...
  • Van Overloop, P.J., Schuurmans, J., Brouwer, R., and Burt, CM. ...
  • optimization of proportional integral controllers on canals. Irrigation and Drainage ...
  • Engineering. 131: 190-196. ...
  • Zhou, B., Clough, D.E., and Fuentes, Y.O. 1995. A PID ...
  • Dispersion for Interacting Gates on Main Irrigation Canals. American Control ...
  • نمایش کامل مراجع