Abstract

Zaprezentowano zintegrowaną hierarchiczną metodę sterowania ilością i jakością w sieciach dystrybucji wody pitnej. W obrębie tej struktury można wydzielić dwie warstwy sterowania - optymalizującą i korekcyjną. Warstwa optymalizująca pracuje repetycyjnie wyznaczając sterowania pompami i zaworami, realizując w ten sposób sterowanie hydrauliką (sterowanie ilością) oraz propozycje sterowania dozowaniem dezynfektanta (sterowanie jakością) na okres jednej doby. Ze względu na niedokładności modelu sterowanie przyłożone do sieci może skutkować przekroczeniem granic dopuszczalnych stężeń. Głównym zadaniem warstwy korekcyjnej jest korygowanie na bieżąco opracowanych przez warstwę optymalizującą sterowań jakością w celu spełnienia ograniczeń. Warstwa korekcyjna pracuje w odróżnieniu od warstwy optymalizującej ze znacznie większą częstotliwością. Realizacja opisanego korektora jako nadzorowanego regulatora adaptacyjnego jest głównym tematem niniejszej pracy. Sterowanie jakością w sieciach dystrybucji wody jest zagadnieniem sterowania w układzie ze zmiennymi w czasie opóźnieniami. Do sterowania niezbędny jest model obiektu. Zaprezentowano zagadnienia związane z opracowaniem modelu wejściowo-wyjściowego na potrzeby sterowania. Model ten jest uproszczony, co wiąże się z powstaniem błędu modelowania, który musi zostać uwzględniony w algorytmach estymacji. W pracy przedstawiono modyfikacje krzepkościowe algorytmów estymacji umożliwiające otrzymanie ograniczonych estymat i małego błędu estymacji w obliczu błędów modelowania. Opisano możliwe podejścia do sterowania obiektami ze zmiennymi w czasie opóźnieniami - sterowanie z predyktorem Smitha, sterowanie jednokrokowe, sterowanie adaptacyjne MRAC oraz adaptacyjno-predykcyjne aMPC. Przedstawiono weryfikację algorytmów sterowania w środowisku symulacyjnym sieci wodociągowych EPANET i uproszczonego modelu sieci wodociągowej małego miasta. Przedstawiono również podejście do decentralizacji sterowania oraz możliwą implementację przedstawionych w pracy metod sterowania z wykorzystaniem istniejącej przemysłowej infrastruktury.

Author (1)