Multivariable predictive control of irrigation canals : design and evaluation on a 2-pool model
Commande prédictive multivariable d'un canal d'irrigation : conception et évaluation sur un canal constitué de 2 biefs
Résumé
This paper presents the formulation of a multivariable controller for centralized control of canals based on the methodology of predictive control. The formulation relies on a linear state space model derived from Saint-Venant's equations discretized through the Preissmann implicit scheme. Predictive control uses this model to compute the control action that verifies a performance criterion defined over a finite prediction interval. The controller is combined with a Kalman filter to reconstruct the state variables and the unknown perturbations from a reduced number of measured variables, which are water levels at the upstream and downstream end of each pool. The control system is numerically tested on a 2-pool canal using a full non-linear simulation package (SIC).
Cet article présente la formulation d'un contrôleur multivariable pour la commande centralisée d'un canal d'irrigation, basé sur la méthodologie de la commande prédictive. La formulation repose sur un modèle linéaire dans l'espace d'état obtenu à partir des équations de Saint Venant discrétisées selon le schéma implicite de Preissmann. La commande prédictive utilise ce modèle pour calculer des commandes permettant de satisfaire un critère de performance défini sur un horizon de prédiction fini. Le contrôleur est combiné à un filtre de Kalman pour reconstruire les variables d'état et les perturbations inconnues à partir d'un nombre réduit de mesures (niveaux à l'amont et à l'aval de chaque bief). Le contrôleur est testé sur logiciel de simulation non linéaire (logiciel SIC), sur un canal constitué de 2 biefs.