核电厂堆外核测量系统数据采集控制程序设计

基于LabWndowsi/CVI开发平台,设计了核电厂堆外核测量系统数据采集控制程序。数据采集控制程序采用Modbus TCP/IP协议,利用多线程技术对源量程、中间量程和功率量程的测试数据进行了有效采集、处理和存储。为了验证数据采集控制程序的功能性能,在实验室环境下搭建了堆外核测量系统测试平台对数据采集控制程序进行了实验和长时间验证。目前该数据采集控制程序已在国内核电厂投入使用。实验室测试结果和核电厂实际运行结果表明:本数据采集控制程序能够正常采集堆外核测量系统的实时数据,并能保证长时间可靠运行。     

用于加速器电源的一种矩阵变换器拓扑研究

本文提出了一种适用于加速器电源的磁耦合型矩阵整流拓扑,并在加速器电源上对该矩阵拓扑的基本整流原理进行了验证。研究了空间矢量调制（SVM）和反馈控制相结合的控制策略,该策略能较好地抑制网侧电流谐波,提高网侧功率因数,同时确保负载侧电流对指令电流较好地跟踪。仿真实验及原理样机测试结果表明,该拓扑和控制策略可实现直流输出,达到预期目标。因此,作为加速器电源变换器拓扑的一种可行性选择,矩阵整流器具有良好的研究前景。     

基于前馈控制的棒位探测器励磁电源研究与设计

提出一种基于前馈控制的棒位探测器励磁电源设计方案,该方案采用高频开关整流逆变电路设计,在传统比例积分（PI）控制的基础之上加入了前馈控制,用以抑制可测不可控的干扰因素对控制对象的影响,并通过理论分析与仿真试验,验证了本文提出的设计方案在保证控制响应时间的同时降低了输出纹波,提高了电流幅值精度。      

基于数字控制大功率整流电源的设计

针对典型的大功率整流电源,提出了一种基于数字控制的设计方案。通过对大功率中性束注入器离子源灯丝电源的方案设计和实验结果,验证了数字控制方案的可行性与优越性。由于数字控制方案的应用,使得灯丝电源的设计更加智能化和简单化,为相关的应用场合提供了参考。     

WWER机组堆内仪表系统DNBR异常分析及对策研究

为分析国内某水冷却水慢化动力堆（WWER）机组在首次热试升功率期间出现堆内仪表系统（ICIS）上、下层软件指示的偏离泡核沸腾比（DNBR）不一致的原因,通过研究WWER机组热工水力设计和事故分析程序采用的临界热流密度（CHF）关系式,并采用WWER机组事故分析程序DINAMIKA-97模拟50%、75%和90%功率平台工况,计算其DNBR并与热工水力测量试验的测量值进行比较,判断差异产生原因为ICIS上、下层软件采用了不同的CHF关系式;对100%功率平台的DNBR进行预测,与后续下层软件热工水力测量试验测量值符合得良好,进一步证实了以上判断。因此,建议对ICIS上、下层软件采用的CHF关系式进行修改,统一采用保守的CHF关系式,以取得保守的DNBR。      

低能离子能谱仪上位机软件设计

介绍了一款基于NI LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台设计开发的自动化上位机软件。软件针对低能离子能谱仪研制任务设计,具备仪器控制、数据获取解析以及实时状态监测等功能。软件的应用能够大大减少低能离子能谱仪调试、测试和试验过程中的工作量,提高了可靠性,保障了低能离子能谱仪研制工作的顺利进行。能谱仪应用本软件通过了所有调试、测试和试验,实验验证了软件的性能与可靠性。     

基于脉冲步进调制技术的ECRH全固态阳极高压电源控制系统设计

电子回旋共振管是产生高功率毫米微波的真空电子器件,在可控热核聚变研究、雷达等领域中有重要的应用。针对可控热核聚变研究中1 MW/105 GHz回旋管加热系统阳极电源幅度可调且调制的要求,使用高频开关电源技术和脉冲步进调制技术（PSM）研制了全固态阳极高压电源。重点阐述了阳极高压电源实现稳压、调制、前沿时间可调功能的软件控制算法,并通过实验对设计进行了验证。该阳极高压电源具有单脉冲、多脉冲调制和六电平预置波形等3种模式输出功能;输出参数达到35 kV/200 mA,波形前沿3 ms内可调,最大调制频率为1 kHz,调节精度在100 V以内。设计的控制方法也可应用于其他大功率微波源。     

核级仪控系统平台和睦系统主控制站的研发和应用

开展国内首个核安全级数字化仪表控制（仪控）系统平台和睦系统主控制站的研发和应用。主控制站硬件采用PowerPC系列高性能处理器；嵌入式软件采用无商用操作系统、无中断任务调度和静态固定内存分布设计；主控制站之间通信采用单向传输方式。主控制站在出现故障和失电的情况下，满足故障安全的设计要求。主控制站中的软件已经通过了德国独立第三方检验、检测和认证机构（ISTEC）的确认和验证（V&V）, 所有板卡已经通过相关标准要求的环境、电磁兼容性（EMC）和抗震实验，并已经成功应用于国内先进百万千瓦级压水堆核电站（ACPR1000）和高温气冷堆核电站。      

基于DCS改造最小验证平台的稳压器压力控制回路比对测试研究

大亚湾核电站核岛模拟控制系统采用美国Bailey9020模拟平台,计划在30 a大修期间进行数字化升级改造。本项目将SpeedHold-N（SH-N）系统、Bailey9020模拟平台、大亚湾核电站工艺仿真模型通过可编程控制器（PLC）接口搭建最小验证平台,选取稳压器压力控制回路为验证对象,以调试程序为参考,通过对比相同扰动在不同平台的响应差异,验证了大亚湾核电站当前控制参数在目标数字化控制系统（DCS）平台的适用性,发现了Bailey9020模拟平台比例积分（PI）控制器在手自动切换时有比例作用无法响应的固有缺陷,并分别从电路设计和操作程序两方面提出了相应优化措施,达到了模拟平台解析、DCS组态验证、定值转换验证的目的,同时为当前大亚湾核电站机组运行提出了重要反馈。      

核电厂仪表控制辅助设计系统的开发

研究核电厂仪表控制设计文件的特征,对其中的设计对象及其属性信息进行归纳,并设计相应的数据库结构。用桌面型数据管理系统Access和绘图软件AutoCAD、Visio作为开发平台,构建以数据库为中心的仪控工程辅助设计系统,用于设计数据管理及清单、表格、图形类文件编制过程的自动化。通过在设计项目中应用该系统管理数据、生成文件、绘制图纸,验证该系统的实用性和高效性。     

闭环控制在离子源放电实验中的应用

本文介绍了闭环反馈控制离子源充气系统的研制.该系统通过A/D模数转换和D/A数模转换完成系统数字信号处理的输入与输出.并由软件实现数字PID控制器,通过参数的调整完成阀门的控制,取得了很好的实验结果.文中讨论了系统构成与实验结果.     

高能电子成像直线加速器低电平控制系统研制

为了能开展高能电子成像相关实验研究，中国科学院近代物理研究所建造了一台S波段的射频电子直线加速器。为保证实验用束流品质和加速器稳定运行的要求，设计了一套低电平控制系统，利用上下变频、IQ解调技术，实现了相位的反馈控制。本文介绍了低电平控制系统的设计及数字化算法的实现，给出了系统闭环实验的测试结果，实现相位控制精度达到±0.5°(峰峰值)和0.110 8°(均方根)。该系统利用成熟的商业化模拟微波器件和相关的PXI板卡实现，基于LabVIEW软件开发了相关的控制程序和界面，具有搭建方便、开发时间短、结构简单紧凑、易于使用和维护的特点。     

HFETR试验回路中考验装置热功率测量

利用数字仪表具有运算功能,将高通量工程试验堆试验回路中考虑装置热功率的有关函数关系输入到测量系统,实现了高温高压回路热功率的自动测量。为了满足不同试验对象的要求,设计了较大的功率测量范围,可以根据不同的试验工况定义仪表量程。     

SSRF定时系统硬件温漂性能测试

介绍一种利用相移检测硬件温漂性能的测试平台,系统阐述了硬件构架并详细推导了软件算法,具有硬件构建简单、软件算法清晰、检测精度高和通用性广等特点.文章给出了利用该平台测试上海同步辐射光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)定时系统硬件温漂性能的结果.     

应用于PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台的Bulk Micromegas性能研究

探测无中微子双贝塔衰变的PandaX-Ⅲ实验需要一个能同时对多个Micromegas探测器的增益、能量分辨、坏道分布、位置分辨等性能参数进行测试的平台，为此中国原子能科学研究院建立了PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台。本文采用由光蚀刻技术制作的Bulk Micromegas对该测试平台进行研究：利用⁵⁵Fe放射源在Ar+10%CO₂的流气情况下，使用基于AGET读出芯片制作的通用读出电子学进行数据采集；运用C++与ROOT软件库编写相应的后端数据分析软件，并对数据进行了分析。测试结果表明，PandaX-Ⅲ实验探测器测试平台各系统工作状态良好，应用于测试平台的Bulk Micromegas探测器具有良好的信噪比，X射线成像效果清晰，对5.9 keV X射线的能量分辨率为19.7%。     

在线氚监测系统数据采集与硬件控制程序设计

基于LabVIEW软件平台,对在线氚监测系统的数据采集和硬件控制进行程序设计。采用状态机结构对程序功能进行了设计,实现了监测系统的一键启停,简化了系统操作流程;程序根据设定的氚浓度报警阈值和氚浓度实时测值控制系统的声光报警装置,实现系统的声光报警。     

基于iForest-Adaboost的核电厂一回路故障诊断技术研究

传统的故障诊断方法如主元分析方法与BP神经网络等在复杂非线性系统中存在泛化能力较差、故障识别准确度较低的问题。而孤立森林（iForest）算法使用孤立树划分思想识别异常数据，可适用于非线性系统的状态监测；Adaboost算法是一种基于组合分类思想的提升算法，可通过多个弱分类器的叠加，使整体算法具有较好的泛化能力。因此采用iForest算法与Adaboost算法建立iForest-Adaboost核电厂一回路故障诊断系统，使用GSE实时仿真平台与福清核电站一号机组仿真数据测试。测试结果表明，iForest算法相比于主元分析与QTA阈值法可以更快识别出系统异常，Adaboost算法相比于BP神经网络与支持向量机方法具有更高的故障识别准确率。      

1GW固态燃料熔盐堆运行瞬态分析

钍基熔盐堆(Thorium-based Molten Salt Reactor,TMSR)作为一种新的堆型,具有独特的安全与运行特性。研究其热工水力特性,对其进行瞬态分析,将有助于深刻理解该反应堆。本文介绍了1 GW固态熔盐堆的堆芯设计方案,并描述了用于瞬态分析的详细程序结构。其中,利用RELAP5对其热工水力模型进行模拟;利用Simulink对其控制系统模型进行模拟。通过预期运行瞬态,例如功率降低、堆芯反应性引入、二回路温度变化等工况显示了其运行特性,并验证了控制系统可以使反应堆达到安全稳定状态,而不触发保护系统动作。     

数字电源控制模块的设计

为加速器高精度磁铁稳流电源设计了数字电源控制模块DPSCM，以硬开关拓扑结构的磁铁电源作为被控对象，实现电源的全数字化控制。DPSCM以现场可编程门阵列FPGA为控制部件，实现对高精度ADC和DAC的控制，由数字调节器产生高精度数字脉宽调制信号，并实现电源的逻辑控制和联锁保护功能。通过模拟负载测试了DPSCM的基本功能，并在数字电源样机上测试了DPSCM长期运行的可靠性及稳定性，样机电源连续运行72h，电流稳定度优于5×10^-5。