返回Google圖書搜尋

Experimental Design and Verification of a Centralized Controller for Irrigation Canals

出版	Universitat Politècnica de Catalunya, 2015
URL	http://books.google.com.hk/books?id=u-w-ygEACAAJ&hl=&source=gbs_api

註釋Aquesta tesi té com a objectiu principal desenvolupar un control predictiu per a canals de reg i d'aquesta manera fer una aportació a la gestió dels recursos hídrics. L'aigua és un bé escàs i necessari per a la vida. És un recurs que fem un ús habitual d'ell, per consum propi, a la industria, com a font d'energia, a la agricultura.... .Un recurs tan preuat en zones amb escassetat per sequeres prologades constitueix un problema important, ja que afecta al desenvolupament de la zona. Concretament al sector de la agricultura pot provocar una davallada dels cultius i la incapacitat de cobrir les necessitats de la zona. L'agricultura és una part important de la cadena alimentària i els recursos hídrics per a l'agricultura són imprescindibles. Un greu problema a la agricultura son els baixos rendiments dels cultius moltes vegades relacionats amb sistemes de transport d'aigua poc eficients. La gestió dels recursos hídrics ha de ser optimitzada per obtenir rendiments competitius, ja que l'objectiu d'un gestor d'aigua és lliurar l'aigua de reg amb precisió i eficiència. Per millorar l'eficiència dels sistemes de transport d'aigua és necessari invertir en l'automatització dels canals de reg. Per complir aquests objectius, es defineix un esquema general de control al capítol 5, que divideix la gestió del control de canal en diferents blocs. La gestió d'un canal de reg s'inicia amb la programació de les demandes hídriques dels agricultors tenint en compte les necessitats dels diferents cultius durant un cicle de reg. Amb aquesta informació el watermaster tindria que establir les trajectòries de comporta o les accions de control per lliurar les demanades hídriques requerides als diferents punts del canal. En un cas ideal, el sistema seria controlat però a la realitat alguns factors externs podrien desviar l'estat desitjat del real, com per exemple extraccions de cabal desconeguts. En aquest cas, caldria introduir en el nostre diagrama general de control, altres algoritmes que podrien ajudar al WaterMaster a restablir l'estat desitjat. Aquests algoritmes, desenvolupats i testejats per nosaltres, són els algoritmes CSI i GoRoSoBo. CSI defineix una poderosa eina en la gestió d'un canal. El Watermaster estableix les posicions de les comportes i fixa el nivell d'aigua desitjat per complir amb les demandes hídriques programades en diferent punts del canal. En aquest sentit, quan algú introdueix una pertorbació altera el nivells de l'aigua al llarg del canal modificant els lliuraments programats inicialment de tal manera que no es podrien complir. En aquest cas, les mesures dels nivells d'aigua en diferents punts de control podrien ser enviats al algoritme CSI que tenint en compte aquest informació, les trajectòries de comporta i les demandes previstes calcularia el caudal real extret per les estructures de control i l'estat hidrodinàmic del canal, és a dir, el nivell de l'aigua i la velocitat en totes les seccions del canal. Aquesta tasca es duu a terme mitjançant l'algorisme CSI que ha estat dissenyat en aquesta tesi i provat en nombrosos exemples numèrics (capítol 7) i experimentalment en un canal de laboratori de la Universitat Politècnica de Catalunya (capítol 8). L'altre algorisme (GoRoSoBo) és l'eina essencial en la gestió d'un canal, és a dir, un algoritme de control que opera en temps real. GoRoSoBo (Gómez, Rodellar, Soler, Bonet) és un algorisme de control de retroalimentació (feedback) que calcula les trajectòries de comporta òptimes per un horitzó de predicció tenint en compte l'estat hidrodinàmic del canal en el moment actual i els caudals reals d'extracció obtinguts per CSI, així com les demandes programades i les trajectòries de comporta anteriors. GoRoSoBo ha estat dissenyat en aquesta tesi i provat en diversos exemples numèrics (capítol 10), així com als casos de prova proposats pel ASCE (Clemmens et a., 1998) (capítol 11) amb resultats excel·lents.