免疫P-PID串级控制的核反应堆功率调节器研究

核反应堆的功率调节器通常采用传统的比例-积分-微分(PID)控制器来实现,能满足运行要求但控制效果一般。为改善这一状态,本文借鉴生物免疫中T细胞和B细胞间的协同免疫机理,提出基于人工免疫机理的免疫P和PID串级控制策略的核反应堆功率调节器。仿真测试结果表明:采用人工免疫的功率调节器能够有效地改善核动力装置的动态运行特性,并且其控制性能要优于基于传统PID的功率调节器。     

核反应堆模糊PID控制的实验模拟系统

在核反应堆实验模拟系统上进行了核反应堆模糊ＰＩＤ控制的研究，研究结果表明：采用模糊ＰＩＤ控制器控制核反应堆系统，在负载改变时能较快抑制冷却剂温度变化，稳态精度高，可以达到很好的控制效果。     

基于BP神经网络PID的中子发生器离子源阳极电流控制研究

本文将BP神经网络算法与PID控制结合,优化了中子发生器控制离子源阳极电流PID调节过程,实现了控制器自适应整定,提升了控制效果。基于离子源阳极电流控制模型改进了PID算法,通过MATLAB/Simulink软件对两种算法进行仿真并对比分析。通过LabVIEW控制并采集离子源阳极电流值,使用改进后的BP神经网络PID算法控制程序进行实验。经实验表明,BP神经网络PID对离子源阳极电流控制能够实现参数的自适应整定,相比传统PID控制器超调量更小、响应速度更快,提高了中子发生器的控制稳定性。     

稳压器动态过程的模糊控制

针对稳压器动态过程的特点,结合比例-积分-微分(PID)控制以及模糊控制的优点,合理选取控制参数,设计了一套PID控制联合模糊控制系统,对稳压器动态过程进行控制.仿真结果表明,与传统PID控制系统及单纯模糊控制系统相比,两种控制系统相结合可以得到更佳的控制效果.     

协调控制技术在核动力系统中的应用研究

在传统PID控制的基础上引入了协调控制器,以此组成核动力装置的协调控制系统.在建立核动力系统模型的基础上应用协调控制系统并进行了仿真试验,仿真结果表明:相比于传统PID控制,采用协调控制后,冷却剂平均温度和出口蒸汽压力的超调量减小,稳定时间变短,而汽轮机功率响应稍微慢了一点,但其峰值超调变小了.     

基于模糊多模型的堆芯功率控制

传统的堆芯功率PID控制器是基于单一功率水平处的堆芯局部模型设计的，难以准确描述整个堆芯功率水平范围的控制。因此，本文基于5个不同功率水平下的传递函数模型，通过三角隶属度函数加权，建立堆芯模糊多模型，并依据该模型设计堆芯功率模糊PID控制。以TMI型压水堆堆芯为对象，开展不同初始功率水平下的堆芯功率跟踪、堆芯进口温度扰动的控制仿真。结果表明，基于模糊多模型设计的堆芯功率模糊PID控制器可实现对堆芯功率的良好控制。     

基于模糊PID控制算法的HI-13串列加速器头部电压稳压控制模块研究

采用模糊PID控制算法,根据HI-13串列加速器头部电压控制的实际需要设计了PID控制参数模糊化计算方法,实时获得了头部电压PID控制参数,并根据控制参数计算得出实际的头部电压控制量。根据设计的模糊PID控制算法设计了HI-13串列加速器头部电压稳压计算机控制模块,并进行了实验研究。实验结果表明,与普通PID控制方法相比,采用模糊PID控制算法的HI-13串列加速器头部电压控制过程具有控制精度高、更快达到稳态的优点,可改善HI-13串列加速器高压系统的性能。     

恒流控制放射性气溶胶采样器设计

针对传统开环控制的放射性气溶胶采样器存在采样误差较大、采样流量控制精度低、采样流量不可控等问题,设计了可恒流采样的放射性气溶胶采样器。该采样器在ARM嵌入式系统的硬件环境下,将模糊控制和PID控制结合起来构成模糊自整定PID控制器,动态优化PID参数,从而对风机的输出功率进行及时、准确调整,达到使采样器采样流量恒定的目的。测试结果表明:该采样器瞬时流量响应时间小于7 s;瞬时流量测量误差小于±1%;累积采样体积误差小于±3%。     

基于H∞回路成形方法的蒸汽发生器水位控制系统主控制器参数整定

针对U形管蒸汽发生器水位前馈 反馈串级三冲量控制系统的主控制器PID参数整定困难,且鲁棒性要求高的特点,给出了一种基于H_∞回路成形方法的主控制器PID参数整定方案。在负荷变化情况下,对采用传统方案整定主控制器的PID参数和H^∞回路成形方法整定主控制器的PID参数蒸汽发生器水位控制系统进行了对比仿真实验。仿真结果表明,采用该方法整定的控制系统具有良好的鲁棒稳定性和较好的控制性能。     

模糊控制在熔盐系统温度控制中的应用

依托硝酸盐熔盐实验装置,基于半实物仿真方法,优化熔盐回路原有的比例、积分、微分(PID)控制,研究模糊控制方法在熔盐回路系统的适用性。结果表明:经过控制逻辑的优化,改进的PID控制器调节时间更短,超调更小,达到目标值后运行更加稳定;模糊控制方法也能满足预定的控制指标和性能要求,可作为大惯性熔盐系统温度控制的一种方法。     

T-S型模糊切换控制器在堆芯功率控制中的应用#br# #br#

The traditional PID controller is used to control the core power, which has the problems of large overshoot and long regulating time in the control process. In order to solve this problem, based on the core transfer function model, the PD controller, the PID controller and the fuzzy controller are weighted and switched by T-S fuzzy rules, and T-S fuzzy switching controller is designed. Taking the core power control of a lead cooled fast reactor as an example, a T-S fuzzy switching control system of the core power is established to simulate the relative power setpoint value step and the core inlet coolant temperature disturbance. The results show that the T-S fuzzy switching controller designed based on the core transfer function model can achieve a good control of the core power.     

T-S型模糊切换控制器在堆芯功率控制中的应用

采用传统比例-积分-微分（PID）控制器开展堆芯功率控制，控制过程中存在超调量大、调节时间长的问题。为解决这一问题，基于堆芯传递函数模型，采用T-S型模糊规则对比例-微分（PD）控制器、PID控制器、模糊控制器进行加权及切换，设计T-S型模糊切换控制器。以铅冷快堆堆芯功率控制为例，建立堆芯功率T-S型模糊切换控制系统，开展堆芯相对功率设定值阶跃、堆芯冷却剂进口温度扰动仿真。结果表明，基于堆芯传递函数模型设计的T-S型模糊切换控制器可以实现对堆芯功率的良好控制。      

Sugeno型二维模糊控制器设计及其优化研究

基于MATLAB/Simulink平台设计了某研究堆功率调节系统各环节模型,并设计了应用于该研究堆功率调节系统中的Sugeno型二维模糊控制器。仿真分析结果表明,Sugeno型二维模糊控制器可应用于该研究堆功率调节系统,且在超调量、调节时间等方面的性能优于经典PID控制器。本文提出了一种优化方法,优化后的模糊控制器性能得到改善,且性能（超调量、调节时间、振荡性能等方面）优于经典PID控制器。该优化方法是一种有效的模糊控制器优化方法。     

核反应堆堆芯功率模糊切换控制系统开发及应用

为利用不同类型控制器的性能优势,基于堆芯模糊多模型,利用比例-积分-微分（PID）控制器和模糊控制器,结合T-S型模糊规则设计模糊切换控制器。以三里岛核电站压水堆堆型堆芯为例,建立一套堆芯功率模糊切换控制系统并开展仿真研究。结果表明,与传统PID控制器相比,所设计的堆芯模糊切换控制器更适用于堆芯反应性阶跃扰动和堆芯冷却剂进口温度阶跃扰动下的堆芯功率控制。      

Design and optimization of fuzzy-PID controller for the nuclear reactor power control

This paper introduces a fuzzy proportional-integral-derivative (fuzzy-PID) control strategy, and applies it to the nuclear reactor power control system. At the fuzzy-PID control strategy, the fuzzy logic controller (FLC) is exploited to extend the finite sets of PID gains to the possible combinations of PID gains in stable region and the genetic algorithm to improve the ‘extending’ precision through quadratic optimization for the membership function (MF) of the FLC. Thus the FLC tunes the gains of PID controller to adapt the model changing with the power. The fuzzy-PID has been designed and simulated to control the reactor power. The simulation results show the favorable performance of the fuzzy-PID controller.     

基于NSGA-Ⅱ算法的核反应堆功率LQG控制器设计

反应堆功率控制系统的设计与核电厂的安全性和经济性息息相关。为提高其功率控制性能,本研究以某压水堆核电厂为研究对象,建立了其非线性动态数学模型,推导了其状态空间模型;采用线性二次型高斯（LQG）最优控制方法,设计了堆芯功率控制器;进一步基于遗传算法NSGA-Ⅱ对LQR权重系数进行了多目标优化;将本文所设计的控制器与传统PID控制器进行了典型工况的仿真对比。结果表明,与传统PID控制器相比,基于NSGA-Ⅱ方法优化的LQG控制器不但响应快速、控制精度高、稳定性好,而且具有良好的鲁棒性,能获得更优越的堆芯功率控制效果。     

液态熔盐堆堆芯功率模糊PID控制

液态熔盐堆采用熔融氟化盐为燃料，燃料熔盐出口温度是衡量熔盐堆安全的重要指标。通过堆芯功率控制可实现燃料熔盐出口温度控制。将液态熔盐堆堆芯划分成内区和外区，并基于能量守恒原理建立堆芯非线性模型，采用微扰理论对非线性模型进行线性化。基于堆芯线性化模型，采用模糊比例-积分-微分（PID）控制器设计堆芯功率控制系统。以熔盐增殖堆（MSBR）为例，开展堆芯功率控制仿真。结果表明，引入10-3、2×10-3阶跃反应性时，模糊PID控制器可以减小系统响应的上冲幅度和超调量，并且在堆芯功率发生了较大的负荷变化时，模糊PID控制器可以对堆芯功率的变化实现良好跟踪。故所采用的模糊PID控制器具有良好的动态性能，可实现对堆芯功率的良好控制。      

Multivariable Online Adaptive PID Controller for Plasma Current,Shape, and Position in Tokamaks

Nuclear fusion is one of the newest and most promising clean and safe energies hence, it imposes a new research area of control. In this paper, the design of a multivariable adaptive proportional-integral-derivative (PID) controller for the control of the plasma current, shape and position to ensure the safe operation of the fusion reactor is successfully developed. The recursive least square algorithm is used in an alternative way as an adaptation mechanism for tuning PID controller gains. Since stability is a vital issue in the evaluation of control systems, therefore stability analysis of the proposed controller is developed using the Lyapunov stability theory. The main objective of plasma current, shape and position controller in fusion reactors is to improve the stability and the performance of tokamak magnetic systems without contravening the limits imposed by the actuating coils voltages physical limitations. The proposed APID (adaptive PID) controller tunes online its parameters to cope with the presence of the disturbance or any parameters changes occur during the operation. The results of the proposed APID on a simulation code of a tokamak show a noteworthy improvement with respect to those obtained with other control techniques in the cases of changing the initial controller gains, adding disturbance signal and variation in the reactor model parameters.     

国产钠冷快堆阻塞计的移动式一体化控制装置的设计

由于工程需求,急需进行钠冷快堆阻塞计的国产化设计,因此针对国产阻塞计设计了其控制系统。通过应用一体化PLC（可编程序控制器）、PID（比例-积分-微分）控制、变频调速和总线通讯等技术,设计了一套移动式一体化控制装置。使用该装置能按照工艺流程实现对工艺设备的一体化控制,并能方便地被移动至钠回路现场,完成阻塞温度的自动测量。