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

1988 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ロール / 最適制御 / カルマンフィルター / ゲート開度 / 感潮河川 / 河川水位

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:ゲート開度操作のために定式化したセルフチューニングコントローラーの適用性、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、数値シミュレーションを行った。この場合、システムパラメーターを既知とした場合の理想的な制御と種々の条件下でのセルフチューニングコントローラーによる制御を比較した。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。そしてセルフチューニングコントローラーにより河口堰ゲート放流量を決定した場合の上流側水位と現存の操作ルールを用いた場合のそれを比較した。その結果セルフチューニングコントローラーを用いた方が安定して目標水位を維持できることを示した。
2.洪水時における感潮河川の水位予測について:セルフチューニングコントローラーにより、河口堰の総放流量が求まった場合、その最適放流量を放流するようにゲート開度を決めなければならないが、これには河口堰上流及び下流の水位が必要となる。そこで、ここでは感潮河川の水位予測を行う手法を提案した。すなわち、物理性を考慮した複雑なモデルは使わず、簡単な周期関数モデルまたはARMAXモデルを用い、カルマンフィルターにより、リアルタイムで精度よく洪水時の感潮河川の水位予測を行う手法を示した。次いで本手法を鹿児島県川内川に適用しその予測精度などについて検討した結果、河口付近では周期関数モデルを、感潮部上流ではARMAXモデルを用いることにより精度よく洪水時の感潮河川の水位予測を行えることを示した。

Research Products

• [Publications] Kenji Jinno.: Proceedings of Japanese Conference on Hydraulics. 31. 299-304 (1987)
• [Publications] Akira Kawamura.: Proceedings of Fifth IAHR International Symposium on Stochastic Hydraulics at Birmingham,United Kingtom. (1988)
• [Publications] Akira Kawamura.: 土木学会第43回年次学術講演会講演概要集. 43. 108-109 (1988)
• [Publications] Kenji Jinno.: Memoirs of the Faculty of Engineering,Kyushu University. 49. 1-16 (1989)
• [Publications] 河村明: 九州大学工学集報. 62. (1989)