توسعه سامانه کنترل خودکار غیرمتمرکز تناسبی-انتگرالی و ارزیابی عملکرد آن در بهبود بهره برداری کانال اصلی شبکه آبیاری آبشار اصفهان

در این پژوهش ضمن توسعه الگوریتم کنترل خودکار تناسبی-انتگرالی (PI)، به عنوان سامانه کنترل خودکار بهره برداری کانال اصلی شاخه شمالی شبکه آبیاری آبشار، عملکرد آن تحت سناریوهای بهره برداری کم آبی ارزیابی شد. در این راستا اقدامات صورت گرفته در راستا تحقق اهداف تحقیق عبارتند از ۱) توسعه مدل شبیه ساز هیدرولیک جریان در کانال اصلی شبکه آبیاری آبشار با استفاده از مدل ریاضی ساده شده انتگرالی – تاخیری (ID)، ۲) توسعه مدل بهره برداری کنترل خودکار غیرمتمرکز PI و ۳) کوپل مدل بهره برداری خودکار با مدل شبیه ساز هیدرولیکی در محیط MATLAB و تعیین ضرائب تناسبی و انتگرالی هر کدام از کنترل گرهای این سامانه با روش تشخیص سیستم، ۴)  شبیه سازی وضعیت بهره برداری با بهره گیری از سامانه خودکار طراحی شده تحت سناریوهای بهره برداری نرمال، کم آبی و کم آبی شدید همراه با نوسانات ورودی.  نتایج شبیه سازی نشان داد که کنترل گر توانایی قابل قبولی در پیاده سازی بهره برداری مطلوب تحت سناریوی نرمال داشته و شاخص های ارزیابی عملکرد MAE، IAE و STE به ترتیب در محدوده ۱۱/۰ تا ۱۴/۰، ۰۰۱۳/۰ تا ۰۱۸۲/۰ و ۰۰۰۱/۰ تا ۰۰۱۱/۰ نوسان داشته است. با ظهور کم آبی در سناریوی اول و تشدید آن در سناریوی دوم بهره برداری شرایط توزیع آب در آبگیرهای بالادستی شبکه مطلوب ولی در آبگیرهای پایین دستی غیر مطمئن ارزیابی شد و مقادیر حداکثر خطای محاسبه شده در بازه های پایین دستی به ترتیب در محدوده ۱۰- تا ۲۰- و ۳۵- تا ۴۵- سانتی متر متغیر بود. نتایج نشان داد کنترل گر تاثیر کم آبی و نوسانات ورودی را به سمت پایین دست منتقل می کند و نتیجه آن توزیع آب سطحی مطلوب برای بالادست و توزیع نامناسب در آبگیرهای پایین دست بود.

Keywords:

سامانه بهره برداری , شبیه سازی توزیع آب سطحی , کنترل گر تناسبی-انتگرالی , مدیریت کم آبی , خودکارسازی