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模型预测控制在核电站反应堆功率控制系统中的应用研究

发布时间:2018-02-26 04:33

  本文关键词: 反应堆功率控制 T-S模糊建模 非线性模糊模型预测控制 模糊鲁棒模型预测控制 出处:《华北电力大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:现代核电站要求能够快速响应电网负荷需求,然而核电站一般是复杂的非线性系统,且工况点变化会引起系统参数波动,系统存在明显的不确定性,另外,由于技术条件的限制及运行安全性的保障,核电站的运行中还需要重点考虑控制系统受到的各种条件的约束,从而对核电站功率控制系统提出了极大的挑战,尤其是在功率跟踪过程中发生大范围功率波动的情况下。本文以美国三里岛核电站压水堆模型为研究对象,针对其非线性问题,引入模糊建模的思想,建立T-S模糊模型。在此基础上,采用并行分布补偿方法设计非线性模糊模型预测控制器,实现了大范围功率跟踪,并有效地处理了控制棒速的约束问题。针对该反应堆模型中存在的模型参数不确定性,在T-S模糊模型的基础上构造其多胞描述,通过引入模糊Lyapunov函数,自由控制变量及多面体不变集,对传统的min-max鲁棒预测控制算法加以改进,设计了部分离线模糊鲁棒模型预测控制器。最后,通过仿真将设计的控制器应用于核电站反应堆功率控制中,得到了满意的控制效果。
[Abstract]:Modern nuclear power plants are required to respond quickly to the demand for power grid load. However, nuclear power plants are generally complex nonlinear systems, and the variation of operating conditions will cause system parameters to fluctuate, and there are obvious uncertainties in the system. Due to the limitation of technical conditions and the guarantee of operation safety, it is necessary to consider the constraints of various conditions on the control system in the operation of the nuclear power plant, thus putting forward a great challenge to the power control system of the nuclear power plant. Especially in the case of a large range of power fluctuations in the process of power tracking, this paper takes the PWR model of the three Mile Island Nuclear Power Station in the United States as the research object, and introduces the idea of fuzzy modeling in view of its nonlinear problem. Based on the T-S fuzzy model, a nonlinear fuzzy model predictive controller is designed by using the parallel distributed compensation method, which realizes a wide range of power tracking. For the uncertainty of the model parameters in the reactor model, the polycell description is constructed on the basis of T-S fuzzy model, and the fuzzy Lyapunov function is introduced. The traditional min-max robust predictive control algorithm is improved by free control variables and polyhedron invariant sets, and a partial off-line fuzzy robust model predictive controller is designed. The designed controller is applied to the reactor power control of the nuclear power plant through simulation, and the satisfactory control effect is obtained.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM623

【共引文献】

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本文编号:1536554

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