基于奇异值谱熵复杂度的CRDM滚轮磨损程度识别研究

针对反应堆控制棒驱动机构（CRDM）中的滚轮丝杠运动副磨损状态难以评估的问题，引入复杂度概念，并基于奇异值谱熵构建复杂度指标，实现了滚轮磨损程度的识别。对观测时间序列进行相空间重构并计算奇异值，再结合信息熵的概念得到奇异值谱熵。经仿真、分析和验证，结果表明，该复杂度指标对于信号的不确定性较为敏感，可以有效的反映出不同磨损状态下信号频域的变化，进而判断出滚轮的磨损程度；滚轮随着运行时间增加，振动信号的高频成分显著增加，低频成分变化很小。因此，应用奇异值谱熵作为评价指标可以有效地识别滚轮的磨损状态。      

控制棒驱动机构传动件状态诊断仿真研究

滚轮螺母丝杠传动型控制棒驱动机构(CRDM)的主要失效模式是滚轮磨损。以滚轮为研究对象,利用通用的ADAMS仿真软件计算分析滚轮在正常、坑状缺陷及过度磨损状态下的振动信号特性。结果表明:在CRDM工作过程中,会产生明显的冲击信号;随着状态的劣化,冲击信号强度增强。     

基于SWT和Hilbert的密封磁阻马达式CRDM振动信号去噪

针对控制棒驱动机构滚轮振动信号采集过程受到噪声干扰的问题，提出了小波半软阈值（SWT）和Hilbert变换法相结合的去噪方法。该方法首先利用小波半软阈值算法在时频域对滚轮振动信号进行降噪处理，然后进行Hilbert变换求出其包络谱，分析寿命试验与缺陷验证试验中不同的滚轮振动信号。试验结果表明，该方法可有效消除噪声对振动信号的干扰，证明了小波半软阈值与Hilbert变换相结合的方法在驱动机构滚轮状态识别和故障诊断中的有效性，为驱动机构的状态判别提供了理论支持。     

一种自适应的控制棒驱动机构滚轮丝杠副剩余寿命预测方法研究

针对反应堆控制棒驱动机构（CRDM）滚轮丝杠副剩余使用寿命（RUL）预测中如何选取有效的健康状态指标和合理构建预测模型的难题,提出了一种新的滚轮丝杠副RUL预测模型。采用基于生成拓扑映射算法（GTM）的负对数似然概率（NLLP）指标作为滚轮丝杠副的健康状态指标,利用K均值聚类算法对NLLP指标进行状态划分。利用历史数据和在线监测数据构建基于Markov模型和最小均方算法（LMS）的自适应预测模型,根据设定的阈值预测得出剩余寿命。通过实验验证,结果表明本文选取的健康状态指标能够有效地反映设备状态,所给出的自适应预测模型比一般的预测模型的预测精度高,为合理构建RUL预测模型提供了依据。      

控制棒驱动机构线圈电流曲线数据分析算法研究与实现

控制棒驱动机构(CRDM)用于实现对反应堆功率的调节与控制,其运行可靠程度直接影响着核电厂的安全性和经济性。目前核电厂和设备制造厂均缺少对CRDM进行可视化、智能化的故障诊断系统或数据分析方法。针对以上情况开发了一种控制棒驱动机构线圈电流曲线分析算法,用于对CRDM的线圈电流进行数据分析和故障诊断,从而可以实现对CRDM的智能分析和系统健康状态评估,以便于在核电厂调试及大修期间对CRDM进行全面的检修和维护。     

控制棒驱动机构状态监测与故障诊断技术研究

介绍了一种对反应堆控制棒驱动机构(CRDM)进行性能分析与故障诊断的有效工具.它根据CRDM机械部件运行信号特性,采用加速度传感器记录对CRDM运行声信号,然后通过二次仪表对声信号进行处理并提炼出对CRDM运行状态与故障诊断有用的信号,最终实现CRDM动作点的振动特征信号、落棒时间信号的自动检测及处理.     

控制棒驱动机构故障诊断系统设计

基于典型故障模式分析和传感器测点分析,以控制棒驱动机构(CRDM)为对象提出了2种故障诊断算法,即利用状态观测器模型和基于振动信号的智能算法,预先发现其故障现象,精准识别故障模式并实现故障部件隔离,减少故障后报警带来的危害和损失。同时,初步设计了故障诊断系统的软硬件结构,为后续CRDM的故障诊断系统研发与应用提供了支撑。     

基于SWT与相空间曲变的控制棒驱动机构退化状态跟踪和识别

控制棒驱动机构（CRDM）是保证反应堆正常运行与安全的重要设备。针对其转速低、性能退化特征微弱且易受其他信号源干扰的特点,本文采用小波半软阈值（SWT）与相空间曲变相结合的方法对其退化状态进行了跟踪与识别。通过与基于振动幅值均方根（RMS）方法的对比,表明该方法能够克服传统基于线性信号处理理论对微弱性能退化状态不能很好地跟踪和识别的缺点,可以较好地对强背景噪声下的旋转机械性能退化状态进行跟踪和识别。      

基于结构噪声检测的控制棒驱动机构运行故障分析方法研究

针对丝杠滚子螺母型反应堆控制棒驱动机构（CRDM），研究了CRDM结构噪声检测技术。通过对CRDM运行的结构噪声信号进行时程和频域分析，获取反映CRDM运行故障特性的敏感特征量及其故障判据。模拟试验分析表明:结构噪声的时程和频谱分析可反映CRDM故障特性，可有效地鉴别CRDM故障。      

核反应堆控制棒驱动机构动作部件状态检测研究

针对反应堆堆内环境条件下控制棒驱动机构（CRDM）常用状态检测方法难以应用的情况，提出了一种新的通过在线测量线圈电感值进行CRDM动作部件状态检测的方法，通过试验获取了线圈电感值与动作部件状态之间关系，并进行了样机模拟故障状态检测试验。结果表明，该方法可准确实现CRDM动作部件状态检测，不需在反应堆上增设额外仪器设备，实施较为方便。      

控制棒驱动机构电流监测与故障诊断技术研究

控制棒驱动机构作为反应堆控制和核安全保护系统的执行机构，对其运行状态进行有效监测是防止反应堆发生控制棒卡棒、滑棒和驱动失灵的重要措施。本文在分析控制棒驱动机构动作原理的基础上，通过对驱动机构探测方法、信号分析处理方法以及故障鉴别方法的研究，实现了对控制棒驱动机构的电流监测与故障诊断，为驱动机构电流监测与故障诊断系统的应用奠定了技术基础。      

控制棒驱动机构响应时间测试与数据分析

针对控制棒驱动机构（CRDM）机电响应时间快且测试环境存在噪声干扰等问题,搭建了一套集PXI数据采集硬件平台和MATLAB数据分析的快速机电响应时间测试系统,能够实现对高频控制棒棒位实时信号的快速采集。利用滑动平均滤波和分区间拟合方法对棒位位移信号进行滤波和拟合,并利用快速傅里叶变换（FFT）频谱分析法验证去噪效果。结果表明,本套测试系统能被成功应用于钍基熔盐液态堆（TMSR-LF1）第一停堆系统CRDM的机电响应时间测试中,在可行性、可靠性和可用性等方面均满足CRDM机电响应时间测试要求。      

控制棒驱动机构传热机理与隔热套性能研究

控制棒驱动机构(CRDM)依靠强制冷却措施维持工作温度。本文针对CRDM复杂的轴向传热机理,基于冷热侧流动的假设建立热虹吸自然对流分析模型,计算得到轴向温度分布及隔热套内径与热虹吸传热量之间的关系曲线;同时进行验证试验,测量不同情况下CRDM内外轴向温度分布和总散热量。通过分析和试验对比证明:基于假设的分析模型能模拟实际情况,热虹吸传质传热是CRDM轴向传热的主要途径,设置隔热套能有效抑制热虹吸、减少散热量。     

同步磁阻电机型控制棒驱动机构矢量控制技术研究

针对同步磁阻电机型控制棒驱动机构（CRDM）电磁高度耦合难以对输出力矩进行有效线性调节的问题,研究了同步磁阻电机型CRDM的矢量控制技术。将同步磁阻电机CRDM的数学模型映射至同步旋转坐标系内,对输出电磁力矩与磁链进行解耦。通过励磁电流与力矩电流的独立调节,实现输出力矩的线性控制。利用MATLAB/SIMULINK搭建了同步磁阻电机型CRDM的矢量控制模型,对控制方案进行验证。仿真结果表明,本研究的控制方案具有更优的响应速度、稳态精度以及平稳性。      

控制棒可移动线圈电磁驱动机构极限承载能力实验研究

在清华大学核能与新能源技术研究院的反应堆控制棒可移动线圈电磁驱动机构实验台架上进行了反应堆控制棒可移动线圈电磁驱动机构极限承载能力实验.实验表明,静态极限载荷值随电流增大而呈线性增长;电流为5A时,极限载荷值最大为2276N;热态时,线圈极限载荷有明显下降,下降幅度为12%.动态极限推力随电流增长呈线性增长趋势,并且与运行速度有关.     

反应堆控制棒驱动机构模拟负载系统的研制

介绍了反应堆控制棒驱动机构(CRDM)模拟负载装置的设计原理和方法,研制出了一种新型的模拟负载系统,用来模拟反应堆棒控系统对控制棒的控制过程。对设计的模拟负载系统进行了功能性试验和性能参数测试,并与实际运行系统进行比较后,发现该系统达到了各项功能控制要求,且性能稳定可靠,模拟负载的电磁线圈散热性能与负载特性良好,各项性能指标达到了设计要求。     

基于数字化控制的核电厂棒控电源柜研究与设计

针对在运行的棒控电源柜存在适用性差、负载输出动态响应速度慢、抗干扰能力差等缺点，设计了一种控制架构采用可编程逻辑控制（PLC）和数字化处理（DSP）技术，主电路采用快速能量吸收回路和双闭环控制方法的棒控电源柜，将该电源柜与ACP1000控制棒驱动机构（CRDM）进行冷热态机电配合试验，试验结果表明，该电源柜满足三代核电的运行要求，且有效改善了在运行的棒控电源柜的不足。