Методы оперативного управления влагообеспечением в ирригационных системах с прогнозирующей моделью

Abstract

Разработаны методы оптимизации оперативного управления влагообеспечением в ирригационной системе в условиях неопределенности за счет использования адаптивной системы управления с прогнозирующей моделью, которая решает текущие задачи диспетчерского управления: наблюдение, формирование прогноза состояния влажности почвы, поиск и реализацию оптимального управления с распределением по интервалам времени. Использование непрерывной модели распределенного объекта позволяет прогнозировать динамику влажности почвы в корнеобитаемом слое по всей площади орошаемой территории с учетом ее гидрологических характеристик, вида культивируемых растений, уровня грунтовых вод, объемов воды, поступающих на поля от поливных систем, либо в виде случайных осадков. Применение разработанных методов в интегрированных автоматизированных системах управления влагообеспечением обуславливает гарантированное поддержание оптимальных условий выращивания культур, а также экономное использование водных и энергетических ресурсов.

Розроблено методи оптимізації оперативного керування вологозабезпеченням в іригаційній системі в умовах невизначеності за рахунок використання адаптивної системи керування з прогнозуючою моделлю, яка вирішує поточні завдання диспетчерського управління: спостереження, формування прогнозу стану вологості ґрунту, пошук та реалізацію оптимального керування з розподілом за інтервалами часу. Застосування безперервної моделі територіально розподіленого об’єкта дозволяє прогнозувати динаміку вологості ґрунту на рівні розташування кореневої системи по всій площині зрошуваної території з урахуванням її гідрологічних характеристик, виду рослин, що культивуються, рівня ґрунтових вод, об’ємів води, які поступають на поля від поливних систем, або у вигляді випадкових опадів. Застосування розроблених методів в інтегрованих автоматизованих системах управління вологозабезпеченням обумовлює гарантовану підтримку оптимальних умов вирощування культур, а також економне використання водних та енергетичних ресурсів.

Optimization methods of operational control of water supply in the irrigation system under the conditions of uncertainty were developed by using an adaptive control system with a predictive model which solves the real time supervision control problems: observation, predicting the state of soil moisture, and search and realization of optimal control disaggregated by time intervals. Using the continuous model of a spatially distributed object allows to predict the dynamics of soil moisture in the root zone over the entire irrigated area, depending on its hydrological characteristics, the type of cultivated plants, the groundwater level, the volume of water coming to the field of irrigation systems, or in the form of random precipitations. An application of the developed methods in integrated automated control systems of moisture determines the guaranteed support of optimum conditions for growing plants, and economical use of water and energy resources.