TECA转运车双向密封门系统建模与控制研究

发布时间：2020-07-01 19:39

【摘要】：因传统不可再生能源的不断消耗,寻找可替代的新能源的任务变得非常急迫,而聚变能是世界公认的最理想的替代能源。国际热核聚变实验堆(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)计划是探索商用聚变能电站的国际性合作项目,其中聚变能电站因其独特的结构与工作原理增加了电站的可维护性难度,遥操作系统是目前认为能解决聚变能电站可维护性的最有效可行的方法,而ITER部件转运车系统是遥操作系统中的关键性部件,主要用于聚变堆和热室之间的待维护部件的拆卸、安装与转运。TECA (Transfer Equipment Cask)转运车系统是ITER计划专项国内研究项目之一,是针对ITER遥操作系统任务而设计,用于解决ITER遥操作转运车系统的理论与工程性难题,验证ITER遥操作转运车系统的可行性。双向密封门系统(BSD, Bi-directional seal door)是TECA转运车在Tokamak真空室内部进行操作的整个过程中,始终保证转运车与Tokamak真空室窗口的可靠密封的关键部件。设计双向密封门系统的主要目的是为保证转运车系统在对Tokamak真空室内进行维护任务的过程中,不会泄漏真空室内具有放射性、有毒等物质,因此双向密封门开合运动的可靠、稳定、精确性问题变得格外重要。 本文主要介绍了双密封门系统的组成、功能与运动过程,并详细介绍了双向密封门控制系统平台的结构与组成。基于双向密封门的设计参数,通过几何抽象,建立了双向密封门开合过程的运动学模型,通过分析双向密封门阀控非对称液压缸的动力学模型,给出了双向密封门系统的简易动力学模型。 针对双向液压驱动系统复杂的控制问题,采用经典PID控制方法,通过经验试凑法整定出PI参数,并基于双向密封门运动学,对双向密封门的开合进行轨迹跟踪控制,实验表明,在误差允许的范围之内,此方法可以满足双向密封门运动稳定、精确控制要求。 针对双向密封门开合过程的速度不一致性,本文提出了基于压力参数补偿的方法消除因单杆活塞缸的不对称性而引起的伸缩速度不一致性问题。理论计算表明,此方法合理可行。 针对PID控制方法的动态性能的缺陷,本文提出了基于状态反馈的控制策略对双向密封门系统进行精确控制,理论推导表明,此方法可对双向密封门系统的控制优化提供理论思路。论文尝试通过多种途径实现对双向密封门系统的精确控制,为设计双向密封门更高性能的控制系统提供多种思路。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL64

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李剑,谷俊杰;PID参数整定方法进展[J];电力情报;2001年03期

2 黄俊年;王立;;浅析PID控制原理及应用[J];硅谷;2010年12期

3 王睿;;核能废弃物处理的国际法研究[J];法制与社会;2013年29期

4 杨智,朱海锋,黄以华;PID控制器设计与参数整定方法综述[J];化工自动化及仪表;2005年05期

5 樊东黎;;世界能源现状和未来[J];金属热处理;2011年10期

6 程涛;刘常乐;姚达毛;;ITER运输车双密封门结构静力学分析[J];机械设计与制造;2009年01期

7 万元熙;;核聚变能源和超导托卡马克——“九五”重大科学工程EAST通过国家验收[J];中国科学院院刊;2007年03期

8 李建刚;;我国超导托卡马克的现状及发展[J];中国科学院院刊;2007年05期

9 ;ITER计划专项国内研究2010年项目启动会召开[J];华中科技大学学报(自然科学版);2010年08期

10 王忠秋;;ITER计划——人造太阳系列知识之七[J];农村青少年科学探究;2008年09期

本文编号：2737189