基于模糊状态观测器的核反应堆功率T-S模糊积分控制系统

为提高核反应堆运行的负荷跟随能力,设计了基于T-S模糊模型的包含模糊状态观测器的积分控制系统。该方法将非线性的点堆动力学方程在一些选定工况点进行线性化,采用并行分布补偿（PDC）方法,设计模糊积分控制器和模糊状态观测器,以相对于额定功率平衡状态的相对中子密度为前件变量,构造T-S模糊控制系统。引入模糊状态观测器,成功解决了部分状态变量不能测量的困难。使用线性矩阵不等式（LMI）方法进行稳定性分析,保证了此控制系统的大范围稳定性。仿真结果验证了这种控制系统能在大范围运行工况下工作良好。     

模块式高温气冷堆核能系统二回路流体网络控制特性分析

针对模块式高温气冷堆（MHTGR）核能系统二回路流体网络进行非线性建模,研究管路动力学特性及网络拓扑结构特性,建立了微分-代数模型,设计了模块质量流量和汽机主蒸汽压力的调控方案。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行标准化封装,以高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）为例进行二回路流体网络的仿真。结果表明,模型有效地反映了系统二回路流体网络的非线性特性,设计的控制器使得模块流体质量流量和汽机主蒸汽压力有效地收敛于参考值,各项控制指标均高于控制要求。设计的仿真平台可为实际工程调控中积分时间系数的选择、拥有更多模块数量的高温气冷堆核能系统二回路流体网络的调控等提供试验仿真测试。     

高温气冷堆蒸汽发生器卸压过程模拟和分析

当高温气冷堆发生假想事故导致停堆后,堆芯热量将通过冷却系统载出。由于系统设计和蒸汽发生器系统材料等要求,需在冷却水注入前将蒸汽发生器二次侧卸压。本文选用清华大学核能与新能源技术研究院设计的200 MW高温气冷示范堆(HTR-PM),利用热工水力瞬态分析系统程序对其蒸汽发生器二回路系统进行建模,并针对事故后蒸汽发生器不同卸压阀门设计下的热工瞬态过程进行数值模拟,计算和分析了蒸汽发生器换热管等部件在瞬态过程中的温度变化,为相关系统的应力分析和设计提供参考。     

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.     

超临界水堆蒸汽温度的模糊自适应控制

超临界水堆(SCWR)是第四代核能系统推荐堆型中惟一的水堆,其蒸汽温度受反应堆功率影响强烈,且动态具有较强的非线性,仅采用传统的比例+积分(PI)控制方法难以达到控制效果。以Canadian SCWR为研究对象,利用移动边界方法建立蒸汽温度的动态模型。基于该动态模型设计了具有前馈和反馈的混合控制系统;反馈控制采用模糊自适应PI控制。瞬态仿真分析结果表明:前馈控制能减小功率变化时蒸汽温度的波动;模糊自适应PI控制能在线调整控制参数以改善控制性能,使蒸汽温度较快达到稳定,控制效果远比传统的PI控制更好,满足超临界水堆控制的要求。     

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。     

T-S型模糊神经方法在直流蒸汽发生器给水控制中的应用研究

针对直流蒸汽发生器(OTSG)二次侧水容积小、蓄热能力低,且在功率变化过程中,其给水流量和反应堆的功率应迅速匹配以保证OTSG二次侧蒸汽品质的问题,将T-S型神经模糊控制原理引入到OTSG的给水控制系统中,设计一种基于数值仿真输入输出数据的T-S型神经模糊控制器,并对其控制结果进行仿真验证。结果表明,该控制方式可以取得更好的控制效果,且满足各工况下的控制需求。     

HTR-PM直流蒸汽发生器的建模与分析

球床模块式高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）采用两座模块式高温气冷堆带一台汽轮发电机组的技术方案,为了开展其运行特性研究,清华大学核能与新能源技术研究院开发了针对HTR-PM的工程模拟机,其中螺旋管式直流蒸汽发生器的模型还需进一步完善。本文深入分析了螺旋管式直流蒸汽发生器的流动、换热规律,明确了蒸汽发生器一次侧和二次侧的流动与换热模型,通过对稳态工况中分布数据的详细分析,说明了模拟结果的正确性。为适应更多模块的高温气冷堆核电站的运行分析要求,通过网格划分方案的讨论与优化,在保证实时性的前提下,提高了蒸汽发生器中流动与换热模拟的准确性,为下一步采用工程模拟机开展其运行特性研究打下基础。     

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。     

基于LMIs的核电站蒸汽发生器水位控制策略研究

核电站蒸汽发生器水位常因多种干扰而具有不确定性,因此传统线性水位控制系统较难满足核电站运行要求。针对具有一定不确定性的核电站蒸汽发生器水位模型,根据其特性,借助线性矩阵不等式(LMIs)设计状态反馈H^∞控制器、基于极点配置的H^∞控制器以及H^∞跟踪控制器。在不同稳定工作点下通过仿真试验对上述控制器的效果进行验证和比较,得出了不同稳定工作点下控制策略的特性。     

模糊鲁棒控制方法在核反应堆功率控制中的应用

为了对核反应堆功率进行实时控制,以适应电网负荷的变化需求,基于T-S模糊模型设计了核反应堆功率模糊鲁棒控制器。首先使用状态反馈设计了局部控制器,然后应用并行补偿方法设计全局控制器。线性矩阵不等式的求解证明所设计的控制器是稳定的。仿真结果表明,对于3种典型工况变化,所设计的控制器对反应堆的功率变化能进行很好的控制。     

T-S型模糊切换控制器在堆芯功率控制中的应用#br# #br#

The traditional PID controller is used to control the core power, which has the problems of large overshoot and long regulating time in the control process. In order to solve this problem, based on the core transfer function model, the PD controller, the PID controller and the fuzzy controller are weighted and switched by T-S fuzzy rules, and T-S fuzzy switching controller is designed. Taking the core power control of a lead cooled fast reactor as an example, a T-S fuzzy switching control system of the core power is established to simulate the relative power setpoint value step and the core inlet coolant temperature disturbance. The results show that the T-S fuzzy switching controller designed based on the core transfer function model can achieve a good control of the core power.     

T-S型模糊切换控制器在堆芯功率控制中的应用

采用传统比例-积分-微分（PID）控制器开展堆芯功率控制,控制过程中存在超调量大、调节时间长的问题。为解决这一问题,基于堆芯传递函数模型,采用T-S型模糊规则对比例-微分（PD）控制器、PID控制器、模糊控制器进行加权及切换,设计T-S型模糊切换控制器。以铅冷快堆堆芯功率控制为例,建立堆芯功率T-S型模糊切换控制系统,开展堆芯相对功率设定值阶跃、堆芯冷却剂进口温度扰动仿真。结果表明,基于堆芯传递函数模型设计的T-S型模糊切换控制器可以实现对堆芯功率的良好控制。      

核反应堆堆芯功率模糊切换控制系统开发及应用

为利用不同类型控制器的性能优势,基于堆芯模糊多模型,利用比例-积分-微分（PID）控制器和模糊控制器,结合T-S型模糊规则设计模糊切换控制器。以三里岛核电站压水堆堆型堆芯为例,建立一套堆芯功率模糊切换控制系统并开展仿真研究。结果表明,与传统PID控制器相比,所设计的堆芯模糊切换控制器更适用于堆芯反应性阶跃扰动和堆芯冷却剂进口温度阶跃扰动下的堆芯功率控制。      

PWR-1000XL核蒸汽供应系统设计

国产化1000MW级压水堆核电站（PWR－1000XL）是中国核动力研究设计院拟向国内用户推荐的计划在“十五”后期开始建造的核电站方案之一。PWR－1000XL的设计寿命60年，核蒸汽供应系统的主要设计特点是：采用Performanc^ 燃料组件，换料周期18个月：堆芯平均线功率密度165．2W/cm，堆芯热工裕量大于15％，堆顶结构一体化，设置RPV顶盖事故排气系统，无测温旁路系统；稳压器容积45m^3，选用△75型蒸汽发生器和100D型主泵；采用破前漏技术，设置可燃气体控制系统；采用数字化仪表和控制系统。     

Fuzzy identification of T-S model for beam stability control for electron gun

In this paper, Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy control is proposed for stabilizing the output beam of accelerators. To model the nonlinear system, we proposed a hybrid optimization algorithm based on quantum-inspired differential evolution and genetic algorithm. Based on the T-S model identified, the corresponding statefeedback fuzzy controller is designed. The method is applied to the La B6 electron gun system in the industrial radiation accelerator and the simulation results show its effectiveness.