高速无刷直流电机分立电源控制系统的设计

已有的高速无刷直流电机驱动电源与控制电源使用同一供电装置，以使其在实现功能的同时减少控制系统的体积，实现小型化。但实验中发现，统一供电存在电源信号串扰问题。针对此问题，本文设计了一种高速无刷直流电机分立电源控制系统，首先对电机驱动电源与控制电源进行了分立设计，之后对信号处理系统、信号分配系统和电源保护系统进行了改进设计。使用改进前后的电源控制系统进行了对比实验，结果表明，采用分立电源控制系统后，控制电源可在0～12 V精细控制，驱动电源可在0～100 V之间宽幅输出。改进后控制电源与驱动电源未出现串扰问题，即控制电路不会出现过载，驱动电路不会出现欠载。以上结果表明，电机驱动电源与控制电源的分立设计实现了控制信号的精细化调节，提高了其在运行过程中电信号检测的准确性。     

小型模块化反应堆冷却剂平均温度的预测控制方法

小堆的应用相对大型压水堆更具有灵活性，需要考虑在并网和孤岛运行下的负荷变动需求，然而棒速控制下的冷却剂平均温度被控系统是非自衡系统，且具有较强的刚性、开环不稳定性以及复杂的非线性。本文设计了一种改进型动态矩阵控制器（DMC）。该控制器拓宽了传统预测控制的适用范围，克服了该算法的适用局限性。通过与程序单元控制以及比例积分（PI）控制进行对比，验证了改进型DMC预测控制下的冷却剂平均温度系统稳态误差更小，响应速度更快，具有更好的跟踪性能。      

耦合S-CO2布雷顿循环的自然循环铅冷快堆控制策略研究

自然循环铅冷快堆与超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环耦合发电系统是未来先进核能系统的发展方向。基于Apros软件搭建了该耦合发电系统的动态模型，并设计了2种反应堆控制方案，一种为参考压水堆堆芯功率控制系统的常规控制方案，另一种为添加控制棒棒位限制的补偿控制方案。研究结果表明，在3%FP/min(FP为满功率)的小变负荷速率下，2种控制方案下的负荷跟随动态偏差皆在-2%～1%之间，但对于堆芯出口冷却剂温度的稳定，补偿控制方案优于常规控制方案；在6%FP/min～18%FP/min的大变负荷速率下，常规控制方案下的堆芯出口温度变化幅度为-40～0℃，而补偿控制方案下的堆芯出口温度的变化幅度为-5～2℃。因此，补偿控制方案可作为自然循环铅冷快堆控制的有效手段。     

核电厂中的模糊控制

模糊控制是一种不依赖被控系统严格数学模型，且能获得良好控制动态响应的一种控制方法，本文首先指了了基于核反应堆系统模型的控制方法的局限性，然后简单介绍了模糊的原理及其与基于模型控制方法的主要区别。在此基础上，重点了模糊控制技术在核电厂控制中的应用研究情况，最后探讨了有待解决的问题和今后的研究发展方向。     

标准装置的性能测试及其质量保证方案

该工作采用国际上先进的测量传递星传方式，按照ISO推荐的方法对我们实验室的共型电离室放射性活度测量标准装置的测量过程进行控制，选择标准装置的镭系列参考源中最常用的一枚作为核查标准，两安瓿瓶241Am标准溶液作为传递标准实施性能测试和质量控制。处理了1990年建立计量标准以来的大量数据，建立了初始参数，1996年实施该计量标准装置的性能测试和质量控制，结果表明，标准装置的测量过程一直处于受控状态．该工作的意义是，在具体的标准装置上率先实施国际上先进的质量控制方案，为核实验室日后的计量检定和质量控制奠定了基础。方案本身也适用于其它类计量标准器具与现场仪器的质量控制．     

统一混沌系统的脉冲控制与同步

对统一混沌系统的脉冲控制稳定性与同步问题进行了理论分析，利用脉冲微分方程理论给出了脉冲控制稳定与同步的充分条件，并对脉冲控制时间间隔的范围作了估计。最后，通过仿真进行了验证。     

用全胶凝工艺控制UO_2微球的质量

全胶凝工艺已经发展成为制造１０ＭＷ高温气冷堆燃料芯核，ＵＯ２微球的优选工艺；本文通过批量试验和工艺参数的控制，实现产品质量和产率的控制。批量试验结果表明：藉助于分散频率和胶凝条件的控制，实现了微球尺寸和球形的控制：藉助于烧结参数，其中包括氢气氛、温度和时间等的控制，能够实现微球密度和Ｏ／Ｕ比的控制。在批量试验中微球产品的产率达到９０％。     

HTR-10燃料元件装卸系统的集散控制

依据10MW高温气冷实验堆（HTR－10）燃料元件装卸系统的控制要求，对燃料元件装卸系统的集散控制进行了研究，设计了集散控制系统，包括硬件设计，软件设计，步进电动机精确定位闭环控制和无位置传感器转子位置检测的设计，并进行了模拟实验，实验表明，系统的性能稳定可靠，达到了控制要求。     

核电工程穹顶吊装施工节点提前对后续施工的影响

分析了核电工程中各设定工程大型节点（如穹顶吊装提前）的可行眭，针对节点的变更，各施工承包商及参建单位围绕节点目标须采取适当措施，如做好人因管理，控制好施工节奏。以做好过程控制、充分发挥监理的管理职能等措施为质量保证措施，并对后续施工的各类困难进行了分析，制订相应的预防措施，从施工控制、进度控制、安全控制等方面进行了综合分析评估，评估的结果及分析的方法可对各核电建设工程提供丰富的借鉴作用。     

A Radiochemical Separation Procedure of ^95Y

本工作在以前课题组关于束晕一混沌控制的基础上，进一步研究了强流加速器中调谐衰减因子和真空相移的改变对束晕-混沌控制的影响及束晕-混沌控制对粒子横向运动的影响，并提出了一种新的控制方法——自适应控制方法，实现了对束晕-混沌的较好控制。本文主要介绍以下3方面的工作。     

用FIR滤波器—PPSV实现混沌和超混沌控制

利用数字ＦＩＲ滤波器和正比于系统变量的脉冲反馈法的级联控制非线性连续系统中的混沌和超混沌。以实数Ｌｏｒｅｎｚ系统和复数洛仑兹－哈肯系统为例进行了数值研究。结果表明：ＦＲＩ－ＰＰＳＶ级联控制法比仅用ＦＩＲ滤波法或ＰＰＳＶ法更能有效地控制非线性连续系统中的混沌和超混沌,且抗噪性能ＰＰＳＶ法有显著提高。     

用于双离子束注入器的杂质消除系统

研制了一套用于双离子束注入器的杂质消除系统,该系统由两台速度选择器、1台单透镜和1台双孔选束光阑组成,可实现不同荷质比的两种离子束在同时传输过程中消除杂质离子。该技术已用于1台H⁺₂和He⁺两种离子束同时传输的50 keV双离子束注入器,实现了1台加速器同时产生、传输两种离子束,并同轴注入靶内,离子束纯度好于99.9%。     

基于阵列式吸收发光CT法的辐射场实时测量系统的研究

分析了已有的各种核辐射剂量场测量方法的基础上, 利用闪烁体吸收发光特点并结合计算机实时成像处理技术,提出了对剂量场分布进行实时成像测量的新方法——阵列式吸收发光ＣＴ 法。研制出闪烁光纤阵列构成的探测器及其伺服控制系统, 用高灵敏度的电荷耦合器件（ＣＣＤ）拾取探测器产生的微弱闪烁光信号,并采用定点采集的方法对视频信号进行数据的快速采集。在图像重建方法上, 提出了迭代滤波反投影重建方法和利用非完全投影进行数据修复,对获取的投影数据进行变换和处理,并通过选择滤波函数及其适当的参数, 可获得最佳滤波效果,以重建剂量场的二维场分布,从而建立了剂量场的实时、高精度的成像测量系统。     

Application of data assimilation to improve the forecasting capability of an atmospheric dispersion model for a radioactive plume

Modeling an atmospheric dispersion of a radioactive plume plays an influential role in assessing the environmental impacts caused by nuclear accidents. The performance of data assimilation techniques combined with Gaussian model outputs and measurements to improve forecasting abilities are investigated in this study. Tracer dispersion experiments are performed to produce field data by assuming a radiological emergency. Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and linear regression filter are considered to assimilate the Gaussian model outputs with measurements. ANFIS is trained so that the model outputs are likely to be more accurate for the experimental data. Linear regression filter is designed to assimilate measurements similar to the ANFIS. It is confirmed that ANFIS could be an appropriate method for an improvement of the forecasting capability of an atmospheric dispersion model in the case of a radiological emergency, judging from the higher correlation coefficients between the measured and the assimilated ones rather than a linear regression filter. This kind of data assimilation method could support a decision-making system when deciding on the best available countermeasures for public health from among emergency preparedness alternatives.     

Characteristics comparison between a cyclotron-based neutron source and KUR-HWNIF for boron neutron capture therapy

At Kyoto University Research Reactor Institute (KURRI), 275 clinical trials of boron neutron capture therapy (BNCT) have been performed as of March 2006, and the effectiveness of BNCT has been revealed. In order to further develop BNCT, it is desirable to supply accelerator-based epithermal-neutron sources that can be installed near the hospital. We proposed the method of filtering and moderating fast neutrons, which are emitted from the reaction between a beryllium target and 30-MeV protons accelerated by a cyclotron accelerator, using an optimum moderator system composed of iron, lead, aluminum and calcium fluoride. At present, an epithermal-neutron source is under construction from June 2008. This system consists of a cyclotron accelerator, beam transport system, neutron-yielding target, filter, moderator and irradiation bed.In this article, an overview of this system and the properties of the treatment neutron beam optimized by the MCNPX Monte Carlo neutron transport code are presented. The distribution of biological effect weighted dose in a head phantom compared with that of Kyoto University Research Reactor (KUR) is shown. It is confirmed that for the accelerator, the biological effect weighted dose for a deeply situated tumor in the phantom is 18% larger than that for KUR, when the limit dose of the normal brain is 10 Gy-eq. The therapeutic time of the cyclotron-based neutron sources are nearly one-quarter of that of KUR. The cyclotron-based epithermal-neutron source is a promising alternative to reactor-based neutron sources for treatments by BNCT.     

基于FPGA和MCU的低成本地震信号数字滤波器设计

针对地震数据采集系统提出一种低成本、高灵活性的数字滤波设计方案。不仅对于地震数据采集系统有很大的实用意义,对于其它传感器网络也是可供参考的解决方案。设计的目的是在保持优秀的低通性能的同时实现高度抽取。该滤波器系统由四级CIC滤波和两级FIR滤波构成,分别在FP-GA和MCU内部实现。滤波器有着良好的低通性能,在430 Hz～500 Hz范围内幅度响应下降了137 dB。采用实际信号测试,信噪比好于110 dB,能够很好地满足地震数据采集的需求。     

Optimization of the extraction facilities of an electron accelerator – bremsstrahlung source for the pulsed photonuclear method

The objective of the present work is to select the material and thickness of an electron-beam converter and filter and a bremsstrahlung collimator for designing the extraction facilities of an accelerator in an experimental setup for studying the photonuclear method. Numerical modeling of the conversion of electrons into bremsstrahlung in the electron-beam converter and filter and passage of the bremsstrahlung in the collimator is performed. The following main criteria are optimized: the neutron yield from the fissile material under bremsstrahlung, the radiation loads on the content of the irradiated container, and the radiation background. The data obtained are used to design and build the target block at the exit of the electron accelerator, including the beam converter and filter, and the bremsstrahlung collimator for an experimental model of a fissile-material detection facility based on the U-28 accelerator. Translated from Atomnaya énergiya, Vol. 106, No. 3, pp. 162–167, March, 2009.     

反应堆功率保成本控制器设计

针对反应堆功率控制系统设计中存在的建模误差以及实际运行过程中参数的不确定性,提出了一种新的功率保成本鲁棒控制器设计方法:运用线性矩阵不等式先求解出最优状态反馈保成本控制器,构造卡尔曼滤波器解决实际问题中状态不可测的问题,采用回路恢复的方法使总系统逼近目标反馈环传递函数.系统仿真结果表明,所设计的控制器实现了对设定功率的精确跟踪,解决了在堆模型不确定性、运行过程中参数不确定性下控制系统可能出现的不稳定和控制精度不够的问题,系统不但具有良好的鲁棒性,而且调节性能较好,满足堆功率调节控制的要求.     

球形自动反冲洗管道过滤器在核电站海水冷却系统中的应用

以田湾核电站1、2号机组为例,介绍了核电站海水冷却系统的组成、功能以及海水夹带杂物引起海水冷却系统换热器堵塞的问题;针对换热器堵塞问题,讨论了在核电站海水冷却系统安装自动反冲洗管道过滤器的必要性,介绍了真空泵海水冷却系统安装自动反冲洗过滤器设备选型、方案设计的一些特点,以及球形自动反冲洗过滤器在田湾核电站的应用效果。     

Implementing method of optimum front-end conditioner based on Butterworth filter

The front-end conditioner is an essential part of digital systems of nuclear spectrometer, which functions in two ways： （1） prevents saturation of the subsequent ADC; （2） limits the bandwidth of frequency to realize anti-aliasing. To realize the above-mentioned functions, an optimum front-end conditioner for a resistive feedback charge-sensitive preamplifier is designed. In the conditioner, the pole-zero compensation （P/Z compensation） technique was used to effectively filter signals from the preamplifier. The Butterworth filter was improved after the pole-zero position was optimally set up to shape the wave of output, which tallied with the whole system. The front-end conditioner can resolve the aberration of waveform of nuclear signals in a regular Butterworth filter. Compared with the traditional triple-pole filtering circuitry, the circuitry of this conditioner is more compact and flexible. Moreover, its output waveform is more symmetrical and the signal-to-noise ratio （SNR） is higher. The improvement in the resolution of spectrometer is also significant.