كاربرد الگوريتم بهينه‌سازي SCE در تعيين ضرايب كنترل‌گر كلاسيك PID

سابقه و هدف: با توجه به كمبود منابع آب در كشور، بهبود مديريت توزيع آب براي افزايش عملكرد شبكه‌هاي توزيع آبياري يك امر اجتناب ناپذير است. سيستم‌هاي كنترل نقش مهمي در توزيع آب در شبكه‌ها دارند و ميزان موفقيت شبكه بستگي به چگونگي عملكرد آن‌ها دارد. طراحي و اجراي موفق آن‌ها به تنظيم ضرايب كنترلي وابسته است. هدف از اين پژوهش تعيين ضرايب بهينه سيستم كنترل با استفاده از روش تكامل تصادفي تدريجي مي‌باشد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه سيستم كنترل تناسبي انتگرالي ديفرانسيلي كنترل از بالادست و كنترل از پايين‌دست براي سازه تنظيم دريچه كشويي در مدل هيدروديناميك ICSS توسعه داده شد. براي تنظيم ضرايب اين سيستم هاي كنترل، از الگوريتم بهينه‌سازي تكامل تصادفي تدريجي در گزينه بهره‌برداري افزايشي و كاهشي در مدت زمان بهره‌برداري 5 ساعت در كانال اصلي شبكه آبياري البرز به‌طول 12.6 كيلومتر استفاده شده است. براي ارزيابي ضرايب كنترل‌گرها، تابع هدف شامل شاخص‌هاي ماكزيمم قدرمطلق خطا، انتگرال قدرمطلق بزرگي خطا و زمان پاسخگويي سيستم در نظر گرفته شد. همچنين از شاخص‌هاي مولدن و گيتس براي ارزيابي عملكرد كانال استفاده شد. يافته‌ها: در گزينه بهره‌برداري افزايشي و كاهشي ضرايب بهينه در هر يك از كنترل‌گرها بدست آمد. با استفاده از ضرايب بدست آمده، مدل در مدت زمان كم در هر يك از مراحل افزايشي و كاهشي قادر خواهد بود عمق را در عمق هدف تنظيم نمايد. بيشترين مقدار خطا (انحراف از عمق هدف) در كنترل‌گرهاي كنترل از بالادست و پايين‌دست به ترتيب در سازه C1 با مقدار 10 سانتيمتر و در سازه C3 با مقدار 6 سانتيمتر مي‌باشد. كنترل‌گر كنترل از بالادست قادر به تنظيم سطح آب در پايين دست خود نمي‌باشد بنابراين تامين نياز آبگيرهاي TO14 و TO16 به علت قرار گرفتن در پايين‌دست سازه تنظيم C3، دچار اختلالاتي شده است كه مقدار شاخص كفايت در تحويل در اين سازه‌ها به ترتيب در محدوده عملكرد متوسط و ضعيف قرار مي‌گيرد. در كنترل‌گر كنترل از پايين‌دست مقادير اين شاخص نسبت به كنترل‌گر كنترل از بالادست بهبود يافته است. شاخص‌هاي كفايت، راندمان، پايداري در تحويل در هر دو كنترل‌گر در كل كانال در محدوده عملكرد خوب و عدالت در تحويل در محدوده متوسط قرار دارند. نتيجه‌گيري: نتايج نشان مي‌دهد ضرايب بهينه بدست آمده از مدل توسعه داده شده در هر دو كنترل‌گر كنترل از بالادست و كنترل از پاييندست پاسخگوي تغييرات در بهره‌برداري در مدت زمان كوتاه مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: سيستم كنترل تناسبي انتگرالي ديفرانسيلي، مدل هيدروديناميك ICSS، كانال اصلي شبكه آبياري البرز، شاخص‌هاي ارزيابي.