基于改进雷达图综合指标的渠道系统PI控制参数优化

摘要

针对当前灌溉输配水渠道系统缺少综合性能指标作为方案比选、参数优化依据的问题,提出了一种兼顾水位、流量、闸门开度和稳定过渡时间等多目标的综合指标来衡量渠道控制的效果。该指标基于改进后的雷达图计算得到,改进之处在于用样本平均值进行多优化目标的标准化处理,以处理后的指标值作为雷达图中心到各顶点的距离,将该雷达图的面积作为综合指标,并以漳河灌区第四干渠为例,验证了该综合指标作为PI控制参数优化目标的有效性。结果表明:经两次优化后,系统综合性能已接近最优。此时,比例参数为0.2,积分参数为8.2,最大水位偏差为0.0289 m,水位偏差累积量为0.196 m,流量变化累积量为0.772 m~3/s,闸门动作累积量为0.952 m,稳定过渡时间为42 min,其水位、流量和闸门开度在过渡过程中的累积量均较小,稳定过渡时间较短,符合控制预期效果。研究提出的综合指标可用于不同控制方案的评价比选,也适用于控制算法参数优化,基于该综合指标的多目标优化方法对灌区输配水渠系自动化调控具有一定的参考价值。