熔盐堆功率自抗扰控制方法研究

功率控制系统是反应堆的关键控制系统之一,对保证反应堆安全和稳定运行起着极其重要的作用。设计良好的熔盐堆功率控制器应具有及时的瞬态响应特性,需要简单可靠的控制方法以保证控制器的响应速度和安全性。本文基于线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)理论设计了应用于熔盐堆(Molten Salt Reactor,MSR)的反应堆功率控制器,导出了用于自抗扰控制器设计的相对功率的二阶线性微分方程和对应的线性扩张状态观测器(Linear Extended State Observer,LESO)。最终,通过仿真得到的结果表明:该控制器模型适用于熔盐堆功率的控制,具有较快的调节速度和精度,且对测量噪声不敏感,有良好的抗扰效果。     

快堆功率和堆芯冷却剂出口温度的线性自抗扰控制

针对快堆控制器具有更快的响应速度和更高的控制精度的需求，分别设计了堆功率和堆芯冷却剂出口温度线性自抗扰控制器（LADRC）。基于快堆中子动力学模型和堆芯热传输模型分别导出了用于控制器设计的相对功率和冷却剂出口温度的2阶非线性模型，并基于导出的模型设计了对应的加入模型信息的线性扩张状态观测器（LESO）。采用所导出的2阶模型的时间尺度参数确定了LESO带宽范围，采用偏差和执行机构动作速度允许范围确定了比例-微分（PD）控制器带宽范围，并据此进行了LADRC参数整定。仿真结果表明，加入模型信息的LESO具有更好的总扰动估计效果，所设计的LADRC均具有较快的响应速度和较高的控制精度，而采用加入模型信息的LESO的LADRC控制性能更优。      

动态流图法对核电厂数字化仪控系统的可靠性评价

基于软件和微处理器的数字化技术已广泛应用于核电厂仪表与控制(IC)系统。近十年来,在建或部分已投运的核电厂均已采用全数字化仪表与控制系统(DICS)进行参数的监控与控制。核电厂控制系统的全数字化极大提高了控制系统的性能。由于DICS运行过程中存在动态交互,传统静态故障树分析(FTA)不能描述这种动态的交互特性,而动态流图法(DFM)可较好地描述系统间的各种动态交互。因此采用DFM评价核电厂DICS自动功率控制系统(APC)的可靠性。给定三组初始条件,即传感器故障、输出闭锁装置与主处理器故障和主辅处理器故障,利用DFM的归纳分析,得出了存在对应故障情况下控制棒实际位移与正常条件下的偏差;给定义当前时刻控制棒实际位移较正常条件下偏小的顶事件,利用DFM演绎分析,得出顶事件发生贡献最大的原因为当前时刻SRB(输出闭锁装置)切换失效,主处理器输出偏小,其他节点正常的故障组合。     

基于H∞环路成形和自适应神经模糊推理系统的模糊控制器设计

H_∞环路成形方法设计的控制器阶次较高,不便于工程实现和参数调整;用传统方法确定模糊控制器隶属度函数的参数和模糊规则比较费时且难以保证鲁棒性能和时频域性能指标.针对上述情况,提出了一种综合运用H_∞环路成形和自适应神经模糊推理系统来设计模糊控制器的方法.首先采用H_∞环路成形设计方法,得到鲁棒裕量、动态和稳态性能都符合要求的控制器,然后用自适应神经模糊推理系统来逼近此控制器,最后根据自适应神经模糊推理系统参数确定相应的模糊控制器规则和参数.该方法确定模糊控制器隶属度函数的参数精确而省时,且能保证控制器具有较强的鲁棒性和良好的控制效果.通过对小车倒立摆系统进行的仿真,验证了该控制器设计方法的有效性.     

以可靠性为中心的维修在核电站维修优化中的应用与创新

以可靠性为中心的维修(简称RCM)是目前国外广泛采用的维修优化方法。本文介绍了RCM分析方法以及该方法在大亚湾核电站的应用情况,并介绍了对RCM决断逻辑进行优化和改进的情况,最后通过实例说明RCM改进后所取得的效果。     

鲁棒PID控制器的H∞回路成形优化设计及其在蒸汽发生器水位控制中的应用

针对H_∞回路成形设计,提出了一种基于线性矩阵不等式技术的PID型权函数优化算法。结合静态H_∞回路成形控制器综合,给出了一种系统的鲁棒PID迭代优化方法。基于所提方法设计了蒸汽发生器水位控制系统的PID型主控制器。仿真结果表明,所设计控制系统具有较好的鲁棒性能和鲁棒稳定性,综合控制品质优于全阶权函数优化（或本文所提PID型权函数优化）和标准控制器综合相结合的方法。     

铅冷快堆功率的线性自抗扰控制

快堆瞬发中子寿命短,缓发中子份额小,反应性扰动下反应堆周期较压水堆短,功率变化快,控制其功率的难度很大。因此,要求快堆的控制器具有较快的响应速度和控制精度。考虑到快堆功率控制的这些难点,本文基于线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control)理论设计了分别带有模型信息和不带模型信息的两个控制器。导出了用于自抗扰控制器设计的相对功率的二阶非线性模型和对应的线性扩张状态观测器(Linear Extended State Observer)。通过调试确定了线性扩张状态观测器带宽的值。最终仿真的结果表明,两个控制器都适用于铅冷快堆(Lead-cooled FastReactor)的功率控制,均有较快的调节速度与精度,并且加入模型信息的线性自抗扰控制器拥有更准确的总扰动估计效果,优秀的控制性能以及更良好的抗扰效果。     

基于BDMP的AP1000设备冷却水系统动态可靠性分析

设备冷却水系统（CCS）是一类具有双重冗余的可修复系统，冗余设备的交替运行以及故障设备的修复等因素对可靠性分析结果影响较大。传统故障树分析因缺乏对时间因素的描述，对于此类动态时序问题，分析假设过于保守。针对故障树分析的上述局限性，采用布尔逻辑驱动的马尔可夫过程（BDMP）方法对先进压水堆（AP1000）CCS进行了动态可靠性分析。然后基于BDMP模型导出了最简故障组合，计算了系统失效概率，并分析了系统失效的主要贡献因素。结果表明，CCS失效概率对设备冷却水泵的共因失效因子敏感，降低泵的共因失效可提高CCS可靠性。      

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。