U型蒸汽发生器水位的H_∞跟踪控制

发布时间：2020-05-09 16:36

【摘要】：在压水堆核电站中,蒸汽发生器(Steam Generator,简称SG)是连接一、二回路重要的热交换设备。它将堆芯产生的热量带走并产生蒸汽,带动汽轮机做功,将热能转换为电能。其水位的高低对反应堆的安全运行及设备的正常使用具有重要意义。因此,SG水位控制的研究是非常必要的。本文研究了 SG水位增益调度跟踪控制问题。首先以Irving提出的SG水位模型为基础,引入水位误差的积分,构建了 SG水位增广状态空间模型。然后结合线性参数变化(Linear Parameter Varying,简称LPV)理论,建立了 SG水位多胞LPV模型。在此模型的基础上,运用Lyapunov稳定性理论,分别得到了满足H∞性能指标、H∞-LQR性能指标和混合的H2/H∞性能指标的跟踪控制器的存在条件。应用Matlab中线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,简称LMI)工具箱求出控制器增益的可行解。考虑水位设定值和蒸汽流量对水位的影响,对系统进行仿真验证,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的跟踪性能,能够有效地抑制干扰。最后,根据蒸汽发生器水位控制一般技术要求,通过求解系统水位的最大超调量、衰减率、调节时间及MSE的值,对所设计的控制器进行性能评价。
【图文】：

时间为２０００ｓ，在１００ｓ时令蒸汽流量正阶跃变化３０ｋｇ／ｓ，水位设定值为０＿，以此来观逡逑察控制系统的稳定性；在１０００ｓ时保持蒸汽流量不变，水位设定值由０ｍｍ跃升到１００＿，逡逑以此来观察控制系统的跟踪性能。对应的跟踪控制系统如图２．１所示：逡逑＂ｌ－ｎ逡逑水位设定值逦Ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ逦０ａｉｎ１逡逑Ｏａｉｎ逡逑逦逦逡逑图２．１邋／／？0跟踪控制器系统逡逑图２．１中有两个阶跃输入信号，分别为水位设定值和蒸汽流量，其中ＳＧＩ、Ｋｌ、Ｋ２逡逑分别表示ＳＧ水位系统模块、ＳＧ状态反馈控制器模块、相应引入新状态变量的控制器，逡逑采用ｓ函数对其进行编程，把五个典型功率点设定为平衡点，，通过ｓ函数实现功率段的逡逑１４逡逑

逑区分。逡逑ＳＧ水位控制系统的水位及给水流量响应如图２．２￣图２．９所示：逡逑逦邋１２０邋逦逡逑１00逦逦逦逦邋逦Ｈ？跟踪控制逡逑－逡逑／邋１００逡逑８０邋／逡逑／逡逑６０邋！邋８０逡逑．邋！邋＾逡逑旨邋４０逦、逦，逦＾邋６０逡逑ｈ逦１逦＿逡逑＾２０逦；＞逦／逦Ｓ邋４０逦．逡逑逦邋：逦２。Ｉ逦？逡逑ｍ邋逦水位设定值逦ｆ逡逑——ＨＪ？踪控制逦0」逡逑＿％逦２0０伽６００咖咖—棚姦sh逦Ｉ邋２00咖咖咖＾咖R[n,彳８００邋ｉ0逡逑时间Ａ逦时间／Ｓ逡逑图２．２固定的／／ｃｃ跟踪控制第一功率段水位变化图２．３固定的／／00跟踪控制第一功率段给水流逡逑量变化逡逑１００逦逦逦逦邋５０逡逑／逡逑／逡逑８０邋！邋＼逡逑；邋４０逦ｆ＼逡逑６０逦Ｉ逦＼逡逑｜？逦；逦ｓ邋ｒ逡逑＾邋２０逦；逦：逦

本文编号：2656423