ساخت و ارزیابی سامانه کنترل خودکار فازی سرریز لولایی کانالهای آبیاری در مقیاس آزمایشگاهی

با توجه به اهمیت و مزایای سیستم های کنترل خودکار در مدیریت و بهره وری بهینه از آب در شبکه ها، و توسعه سیستم های الکترونیک و الکترومکانیک، در چند دهه اخیر سعی بر این بوده است که سیستم کنترلی ارائه گردد که بتواند به بهترین نحو مدیریت بهره برداری از شبکه را بعهده گیرد. از این رو تکنیک‎ها و الگوریتم های زیادی ابداع گردیده اند که هر کدام از این الگوریتم ها روش و منطق خاصی را برای کنترل شبکه در نظر گرفته اند. بررسی سیر تکاملی الگوریتم های کنترل نشان می دهد که علیرغم پیشرفت تکنیکها و الگوریتم های کنترل، به دلیل وجود برخی از مشکلات نظیر نیاز سیستم های کنترل ابداع شده به امکانات سخت افزاری پیچیده، خطا در جمع آوری داده ها از سطح شبکه، عدم قطعیت در برآورد زمان انتقال، میزان دبی، تقاضای واقعی و پیش بینی شده و همچنین پیچیدگی روابط ریاضی حاکم بر برخی سیستم های کنترل در شبکه ها، عملکرد الگوریتم های کنترل نیاز به ارتقاء و بهبود داشته بطوریکه ابداع الگوریتم های جدید همچنان موضوع تحقیق محققان این رشته می باشد. استفاده از تکنیک فازی با توجه به خصوصیات آن می تواند به عنوان یک کنترل کننده توانا، بخش عمده ای از نواقص ذکر شده را برطرف سازد. از خصوصیات مهم این تئوری توانایی کنترل فرآیند هایی است که دارای روابط ریاضی پیچیده می باشند. این تکنیک مسئله عدم قطعیت را در نظر می گیرد. هزینه ی کمتر تجهیزات الکترونیکی بکار رفته در این روش در مقایسه با سیستم های کنترل خودکار کلاسیک از دیگر مزایای این روش است. به‎ منظور توسعه تجربه ساخت سامانه‎های کنترل خودکار کانال‎های آبیاری و کاربرد عملی آنها لازم است ابتدا سامانه مورد نظر ساخته شده و به صورت نمونه آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد تا پس از تایید عملکرد آزمایشگاهی، بتوان کاربرد آن در کانالهای آبیاری را توسعه داد. در این تحقیق، خودکارسازی سرریز لولایی با استفاده از الگوریتم فازی به منظور کنترل سطح آب بالادست سازه صورت پذیرفت، سامانه کنترل خودکار سرریز لولایی در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شد و عملکرد آن تحت شرایط تغییرات کم و زیاد جریان مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور ارزیابی عملکرد سیستم کنترل فازی، نمودارهای تغییرات زمانی عمق آب، ارتفاع سرریز و دبی جریان رسم شد، همچنین شاخص‎های خطای مطلق حداکثر ، خطای مطلق تجمعی و زمان عکس‎العمل سیستم محاسبه گردید و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان می‎دهد که در شرایط تغییرات شدید جریان (400درصد)، بیشترین مقدار برای شاخص‎های mae و iae به ترتیب 9/2 و 1/17 درصد بوده و این انحرافات طی زمان کوتاهی (کمتر از 2 دقیقه) در محدوده مجاز تثبیت شده است. با در نظر گرفتن این مقادیر و با توجه به شدت تغییرات دبی، عملکرد سامانه کنترل خودکار فازی ساخته شده در کنترل سطح آب مطلوب ارزیابی می‎شود و کاربرد آن در کنترل کانالهای آبیاری قابل توصیه است.