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。     

蒸汽发生器水位的分段H∞控制

采用线性参数变化系统建立了核动力装置U型管蒸汽发生器水位控制系统模型,研究了状态反馈分段H∞控制问题.用Lyapunov稳定理论方法,提出了控制器存在的充分条件和线性矩阵不等式求解方法,设计了状态反馈分段控制器.通过数值仿真,验证了所提出方法的可行性.仿真结果表明,所设计的控制器能够保证闭环系统分段二次稳定,且满足H∞性能指标要求.     

基于DSP的蒸汽发生器水位模糊控制系统研究

为克服传统的核动力蒸汽发生器水位PID控制器存在的缺点,利用模糊推理技术和数字信号处理器（DSP）技术设计了基于DSP的核动力蒸汽发生器水位模糊控制系统。通过总结熟练操作人员的经验,给出了模糊控制规则,确定了一些重要的控制参数。考虑到控制的实时性,系统的稳定性,采用DSP设计了水位模糊控制系统。仿真实验表明,该系统性能良好。     

核电站蒸汽发生器水位控制主/旁路阀切换改进与优化

结合国内多个核电基地CPR1000机组,从工程实际的角度阐述了核电站蒸汽发生器水位控制主/旁路阀切换过程中常见的故障模式,其主要包括主/旁路阀允许切换的阈值欠优、主/旁路阀频繁切换以及主阀开启时间过迟。针对上述常见故障模式给出了解决方案,从切换点优化、扰动量控制和差异化控制3方面实现对蒸汽发生器水位控制系统的优化和改进。此方案在工程中得到了验证,对避免核电站蒸汽发生器水位控制在主/旁路阀切换过程中出现较大水位扰动及保护设备方面取得了良好效果,同时此方案中的具体操作和实现方法也为同类CPR1000核电机组提供参考和借鉴。     

蒸汽发生器水位全程控制系统数字化及仿真实现

采用单冲量和三冲量的水位控制方案设计了蒸汽发生器(SG)水位的全程数字化控制系统,提出一套利用软件模块组态的方法,实现了水位控制策略。并将此方案应用于核电仿真机的运行。仿真结果曲线表明,设计的控制方案能使SG水位在稳定工况时保持恒定;变负荷时,水位能随着负荷的变化而产生变化并最终保持在恒定值上。     

基于CFNN的核蒸汽发生器水位控制

鉴于常规的PID控制存在控制对象参数变化时控制参数无法改变的不足,从而根据一个核蒸汽发生器(NSG)的简化数学模型,将一种补偿模糊神经网络(CFNN)用于NSG水位的控制。该网络由于引入了补偿神经元,使网络的容错性更好,系统更稳定。同时在神经网络学习算法中动态优化补偿模糊运算,使网络更适应,训练速度更快。仿真表明,该方法在装置负荷变化时比常规的PID控制方法超调量小,收敛速度快。该网络能在线调整参数,动态优化模糊规则,适于在线学习控制。该控制方法对NSG水位智能控制研究具有一定意义。     

蒸汽发生器水位双PI控制的改进研究

蒸汽发生器（SG）水位的控制问题是压水堆核电站紧急停堆的1个重要原因,尤其在低功率情况下,缩胀效应致使水位控制较难。为了避开水位变化初期的假水位的影响,在控制过程中加入判别器来决定水位信号是否参与控制。采用遗传算法对控制器参数进行整定,采用的SG水位模型是简化的数学模型。对控制器中有无判别器的控制效果进行了对比。对比结果表明：加入判别器后,缩短了调节时间,降低了超调量。     

基于GMDH建模的蒸汽发生器水位重构

蒸汽发生器水位指示仪表出现虚假指示或丧失指示的情况时有发生,而目前又没有很好的方法实现蒸汽发生器水位的重新标定,主要靠经验来进行判断,所以当事故或故障发生时严重影响操纵员对核动力装置运行情况的判断。自组织理论模型（GMDH）是建立复杂非线性大系统数学模型十分灵活而通用的方法,在处理复杂非线性对象中能得到很好的效果。本文以主蒸汽管道破口事故下重构蒸汽发生器水位为例,提出了用GMDH重构蒸汽发生器水位的方法,并与仿真结果进行对比。结果表明,GMDH对蒸汽发生器水位重构的相对误差小、精度高,满足实际需要,能为船用核动力装置的安全运行做出指导。     

基于BDMP的核电厂蒸汽发生器水位控制系统可靠性评价

数字化仪表与控制系统(DICS)已广泛应用于核电厂安全/非安全相关的系统中。作为中枢神经系统,DICS的可靠性对核电厂运行过程的操作和维护至关重要。基于蒸汽发生器水位控制系统（SGWLCS）的结构和控制逻辑,采用布尔逻辑驱动的马尔科夫过程（BDMP)方法对系统进行了评价,分别得到可修复系统与不可修复系统随仿真步长增加的累积分布概率（CDP）。通过KB3搭建了BDMP模型,通过蒙特卡罗仿真软件YAMS对搭建的系统进行生产力分析,定量化分析出系统随仿真步长增加的CDP的变化趋势,以此计算系统的失效概率。通过对系统各组件的敏感性分析可直观得到各组件对系统的重要度影响。     

岭澳核电站二期蒸汽发生器水位控制系统相关传递函数的辨识方法

对岭澳核电站二期蒸汽发生器水位控制系统设计过程中未知的被控对象和物理过程传递函数进行辨识研究,给出辨识方法.根据设备特性曲线,利用瞬态分析程序( CATIA2)计算得到瞬态结果.对所得的结果进行分析和数据提取,得到辨识基本数据,然后采用MATLAB程序建立参数估计所需模型,进行参数辨识,最终得到相关传递函数,得到的传递...     

蒸汽发生器双级模糊积分智能水位控制器设计

为了实现对蒸汽发生器水位的有效控制,设计了双级模糊积分智能水位控制器.在常规模糊控制器之前,增加了"假水位"判别模糊控制器,以实现在"假水位"阶段对水位进行有效控制.为实现对水位的最优控制,将模糊控制器和积分控制器结果协调输出.通过对控制响应曲线的分析,验证本论文所设计的双级模糊积分智能控制器能有效克服"假水位"现象对水位控制带来的不利影响,且控制超调量小,稳定时间短.     

基于对角回归神经网络的饱和式蒸汽发生器水位控制

神经网络具有较强的自学习和自适应能力,本文设计了基于对角回归神经网络(DRNN)的控制系统,选择合适的学习率,实现饱和式蒸汽发生器水位变化率的快速稳定辨识和自适应控制.仿真结果表明,蒸汽发生器水位的控制效果良好.     

基于结构奇异值综合的蒸汽发生器水位鲁棒控制器设计

针对U型管蒸汽发生器的给水阀开度-水位动力学特性随其本身和给水泵运行工况改变而变化的特性,建立了能定量描述上述原因导致的参数摄动和未建模动态的给水阀开度-水位对象的不确定状态空间模型。基于结构奇异值综合方法设计蒸汽发生器水位鲁棒控制器,并通过选择合适的性能加权函数优化控制系统的鲁棒性能。仿真结果表明,所设计控制器可满足蒸汽发生器从零负荷至满负荷及各种给水泵运行工况下水位自动控制的要求,具有较好的控制品质。     

蒸汽发生器水位改进分数阶控制器研究

蒸汽发生器在瞬态扰动时存在严重的虚假水位现象,增加了低功率水位控制的难度。为研究蒸汽发生器低功率水位控制问题,利用线性参数变化理论,建立了时变的多胞线性参数变化模型。在此模型基础上,提出了分数阶控制器。依据分数阶微积分理论,设计了串级分数阶PI^λD^μ控制器。根据Oustaloup间接离散化方法实现了分数阶PI^λD^μ控制并对Oustaloup方法进行了改进。研究了在负荷变化时,内环和外环4个阶次参数以及改进算法后2个参数变化对系统控制性能的影响。在不同功率区间,相同负荷变化的情况下,对改进后的串级分数阶PI^λD^μ控制器进行了仿真实验。结果表明,所设计的改进串级分数阶PI^λD^μ控制器能有效抑制干扰,分数阶微积分算子的阶次以及改进的Oustaloup方法引入的系数对控制效果均有一定影响,合理调节参数能明显改善系统的控制性能。     

秦山第二核电厂蒸汽发生器液位控制系统PID参数整定

基于核电厂SimPort仿真平台构建了秦山第二核电厂I号机组蒸汽发生器液位控制系统仿真模型,在该仿真模型上进行了各种工况下的瞬态仿真实验和研究,获得了液位控制系统PID参数的整定值,其中液位控制器的Kp=4．25,T1=425s,TD=10s;流量控制器的KP=1．0,T1=13s。这些参数整定值与实际值基本一致,可供工程技术人员参考。     

基于自适应GA自抗扰控制在蒸汽发生器水位控制中的应用研究

核电厂蒸汽发生器是一个非线性、时变的系统.把自抗扰控制方法引入蒸汽发生器水位的串级控制系统中,能够解决传统PID控制中快速性和超调的矛盾,且能够动态补偿对象模型的内扰动和外扰动.由于自抗扰控制器参数众多,无统一调整规范,参数难以整定,为解决这一问题,采用自适应遗传算法来对自抗扰控制器参数进行优化.计算机仿真结果表明,本...     

基于卡尔曼滤波器的蒸汽发生器水位辨识和仿真

为了实现对蒸汽发生器(SG)水位的有效控制,从现代控制论中观测器理论着手,提出一种基于卡尔曼滤波器的假水位检测方法。卡尔曼滤波器是对包含噪声的测定值来估计状态量的有效工具,用卡尔曼滤波器构造一个"假水位"观测器,能够较有效地得到假水位的状态变量。应用该模型对几种典型的反应堆运行功率下SG水位动力学特性进行了仿真计算,结果表明卡尔曼滤波器仿真模型正确辨识出由于SG运行中的逆动力学效应而产生的"假水位",利用该模型可以对SG水位动力学特性进行精确的分析。     

基于支持向量回归的多参数融合的蒸汽发生器水位信号预测

舰船核动力装置负荷变化过程中,蒸汽发生器水位经常出现大幅波动甚至假水位现象。同时,水位测量通道故障时有发生。这些问题严重影响着给水流量的自动调节和操纵员对系统运行状态的准确判断。为此提出一种基于多信号重构的方法,对蒸汽发生器水位信号进行预测,该方法增加影响水位变化的相关信号作为预测输入信息。与单纯分析历史水位变化规律而进行的预测方法相比,提高了预测的准确性、稳定性、可靠性,并能进行较长期的预测。     

基于概率模型检测器的核电厂蒸汽发生器水位控制系统可靠性分析

蒸汽发生器水位控制系统是核电厂数字化仪控系统最重要的子系统之一,其平稳运行对于核电厂运行安全至关重要。该控制系统包含的部件较多,部件一般可短时间修复,且处理器、电源具有热备,电动主给水泵具有冷备。因此,其可靠性模型要考虑多个设备的修复,热/冷备,备用互投等复杂的相关性或时序。对其进行可靠性分析需要使用详细的动态模型,以及支持大型模型构建的可靠性建模工具。针对上述需求,采用概率模型检测器PRISM对蒸汽发生器水位控制系统进行可靠性定量分析。建立了核电厂蒸汽发生器水位控制系统的马尔可夫模型,并计算了系统的不可用率,分析了对系统不可用率贡献高的故障部件。提出并对比了两种系统可靠性设计方案。     

基于神经网络的蒸汽发生器过程辨识方法研究

在核电站运行过程中,由于蒸汽流量随负荷变化,蒸汽发生器内沸腾区域的气泡数量因局部压力变化而变化,水位呈现瞬时"虚假水位"现象,给蒸汽发生器的水位特性辨识带来困难.如果处理不当,就会严重影响核电站的安全运行.为了提高蒸汽发生器水位特性的辨识效果,对基于神经网络的蒸汽发生器水位辨识方法进行了研究.辨识模型采用串-并联型辨识结构.网络训练采用Levenberg-Marququardt BP学习算法(LMBP).仿真结果表明,所提出的方法具有良好的辨识性能.