U型蒸汽发生器水位的H∞跟踪控制

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。

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第1章 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 国内外SG水位控制系统研究现状

1.3 本文的研究方法和内容

第2章 SG水位的H∞跟踪控制

2.1 多胞SG水位系统LPV模型

2.2 SG水位的H∞状态反馈跟踪控制

2.3 本章小结

第3章 基于H∞-LQR的SG水位的跟踪控制

3.1 基于H∞-LQR的SG水位状态反馈跟踪控制器

3.2基于H∞-LQR的SG水位输出反馈跟踪控制器

3.3 本章小结

第4章 SG水位的H2/H∞跟踪控制

4.1 SG水位的H2/H∞跟踪控制器

4.2 改进的SG水位的H2/H∞跟踪控制

4.3 本章小结

第5章 SG水位控制系统的性能评价

5.1 蒸汽流量阶跃变化时系统的性能评价

5.2 水位设定值单位阶跃变化时系统的跟踪性能评价

5.3 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