セルフチューニングコントロール理論を用いたダムゲート開度の最適制御に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550377
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 上田 年比古 九州大学, 工学部, 教授 (30037692)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 明 九州大学, 工学部, 助手 (10177735) ; 神野 健二 九州大学, 工学部, 助教授 (80038025)
• Keywords: セルフチューニングコントコール / 最適制御 / カルマンフィルター / ダムゲート

Research Abstract

1.セルフチューニングコントロール理論を用いたゲート開度操作のための定式化:セルフチューニングコントロール理論を貯水池や河口堰のゲート開度の制御に適用するための数学的定式化を行った. この場合, 連続条件式中の貯水池流入量, 残流域流入量を未知パラメーターを含むある関数として考え, この関数形や最適制御の評価関数を決定し, カルマンフィルターを用いてオンラインで未知パラメーターを同定しつつ制御変数であるゲート開度を制御できるように定式化を行った.
2.数値シミュレーションおよび実際の遠賀川河口堰開度制御に対する適用:1.により定式化した手法の適応性, 有用性, 制御効果の検討のために, まず, 本手法を流入量の関数形, 未知パラメーターを予め与えた, いわゆる素性のはっきりしたシミュレーションデータに対して適用した. この結果本手法が未知パラメーターを精度よく同定でき, 目標水位を維持する最適ゲート放流量が的確に求められることが示された. 次いで, 本手法を実際の遠賀川河口堰開度の制御に適用した. この場合, 計算上の最適放流量は求まるものの, 実際上はゲート開度の制約条件より放流量の上限が決定される場合が, ときどき発生した. また貯水量の低水位の状態から目標水位に回復させる場合, 一挙に水位を回復させようとするよりも徐々に目標水位に近づけるようにダムゲートを操作する方が, 未知パラメーターの同定結果は精度よく求まり, 制御結果も安定したものとなった.
3.台風洪水期における感潮河川の水位予測:河口堰ゲート開度を最適に制御するには河川水位の予測が必要となる. ここでは台風による潮位のサージングと洪水による河川水位の上昇の双方の影響を受ける感潮河川の水位予測を, ARMAXモデルを用いてリアルタイムで行う手法を提案しその定式化を行った.

Research Products

• [Publications] Kenji Jinno: Proceedings of Japanese Conference on Hydraulics. 31. 299-304 (1987)
• [Publications] Akira Kawamura: Proceedings of Firth IAHR International Symposium on Stochastic Hydraulics. (1988)
• [Publications] Kenji Jinno: Journal of Hydrosciene and Hydraulic Enginering. (1988)