核反应堆功率的模糊鲁棒控制系统研究

发布时间：2021-10-16 04:32

　　核反应堆控制系统对于核电站安全运行有着非常重要的意义,其中功率控制系统是反应堆控制系统中的一个关键控制系统。核电机组的安全、可靠、经济运行主要取决于反应堆功率控制系统的性能水平。核反应堆是一个高度复杂的非线性系统,其参数是运行功率、核燃料燃尽程度和控制棒价值的函数,随时间变化。因此对功率控制器提出了强鲁棒性、非线性、快速性等要求。在当前电网负荷特性出现大范围变化时,传统的反应堆功率PID控制不能达到控制要求。模糊-PID控制理论能够有效的描述非线性系统,T-S模糊鲁棒控制理论可以无限逼近非线性系统。因此借助于模糊-PID理论或者T-S模糊理论,结合现代控制理论和鲁棒控制理论的部分已有结论,就可以设计出满足实际控制要求的反应堆功率控制系统。本文以点堆中子动力学方程组为基础建立了核反应堆功率控制模型,并以此为依据分别设计了状态反馈控制系统、核反应堆功率模糊-PID控制器、基于T-S模型的核反应堆功率模糊鲁棒控制器。模糊-PID控制器的仿真结果表明,该控制器对反应堆功率变化能够进行有效地控制,与传统的串级PID控制相比,其控制效果有显著的提升。而通过并行分布补偿方法（PDC）设计的模糊鲁棒控... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 论文选题的背景
    1.2 论文选题意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文的研究方法和内容
第2章 核反应堆功率控制理论基础与特性研究
    2.1 核反应堆功率控制理论基础
        2.1.1 模糊理论与模糊逻辑
        2.1.2 Mamdani模糊推理模型
    2.2 模糊控制在控制系统中的实现
        2.2.1 模糊控制系统的基本结构
        2.2.2 模糊控制器的基本结构
        2.2.3 控制系统中的模糊控制应用
    2.3 核反应堆功率控制特性研究
        2.3.1 反应堆中的各种反馈
        2.3.2 反应堆功率控制系统的组成和功能
    2.4 本章小结
第3章 核反应堆功率模型和状态反馈控制系统
    3.1 点堆中子动力学方程描述
    3.2 状态空间法表示
        3.2.1 状态空间法的基本概念
        3.2.2 线性系统状态空间表达式
        3.2.3 点堆中子动力学方程的状态空间法表示形式
    3.3 状态反馈控制系统
        3.3.1 传统控制结构
        3.3.2 极点配置状态反馈设计
    3.4 状态反馈控制器
    3.5 本章小结
第4章 核反应堆功率模糊-PID控制系统
    4.1 PID控制概述
    4.2 经典PID在反应堆功率控制系统的应用
    4.3 模糊PID在反应堆功率控制系统的应用
        4.3.1 模糊控制器的结构
        4.3.2 模糊控制器的输入量、输出量及其隶属函数
        4.3.3 模糊控制器的模糊规则
        4.3.4 模糊PID控制系统的仿真
    4.4 经典PID与模糊PID在反应堆功率控制上的对比
    4.5 本章小结
第5章 基于T-S模型的核反应堆功率模糊鲁棒控制系统
    5.1 T-S模糊模型
    5.2 并行分布补偿方法
    5.3 鲁棒结构不确定性描述
    5.4 反应堆功率的模糊动态模型描述
    5.5 模糊鲁棒控制器设计与稳定性分析
        5.5.1 模糊鲁棒控制器模型
        5.5.2 模糊鲁棒控制器的设计
        5.5.3 稳定性分析
    5.6 仿真结果
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3439154