反应堆功率的非线性跟踪模糊控制研究

摘要

反应堆功率控制系统是整个核动力装置控制系统中最重要的一个组成部分，它的可靠运行关系着整个核动力装置的安全，设计合适的功率控制系统对于核动力装置的安全性和经济性具有重大意义。反应堆功率运行过程具有非线性、过程复杂等特点，对控制系统的要求较高。在跟踪电网负荷运行过程中，反应堆功率变化幅度大，调节过程复杂，传统的控制方法已经不能完全满足功率控制的要求。模糊控制对于非线性系统具有很好的适用性，本文对其在反应堆功率跟踪负荷控制中的应用进行了研究。
　　将考虑了反应性温度效应的单组缓发中子点堆动力学方程作为被控对象，并对其进行归一化和线性化处理，变换为适合控制系统设计的型式。分别设计 PID控制器、Mamdani模糊控制器和T-S模糊控制器，采用满功率运行、低功率运行和紧急运行三种典型工况验证控制器的性能。
　　仿真结果表明：PID控制器在额定功率工作点附件能够实现对反应堆功率的正常调节，当运行工作区间偏离额定工作点较大时不能按照设定值控制反应堆功率；Mamdani模糊控制器和T-S模糊控制器在三种典型工况条件下都能够按照设定值控制反应堆功率，跟踪效果良好，控制棒速度和反应性满足要求；在满功率运行工况条件下，Mamdani模糊控制器和T-S模糊控制器的控制效果优于设计的PID控制器；在紧急运行工况条件下，T-S模糊控制器的控制效果优于设计Mamdani模糊控制器。

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第1章 绪论

1.1 论文选题背景

1.2 论文选题意义

1.3 反应堆功率控制研究现状

1.4研究内容

第2章 反应堆功率控制模型与控制基础

2.1 反应堆功率控制模型

2.2 控制理论基础

2.3 本章小结

第3章 PID控制

3.1 PID控制器

3.2 PID控制器的仿真

3.3 本章小结

第4章 经典模糊控制

4.1 Mamdani模糊模型

4.2 模糊控制器

4.3 控制器的仿真与分析

4.4 本章小结

第5章 T-S模糊控制

5.1 T-S模糊模型

5.2 并行分布补偿

5.3 T-S模糊控制器

5.4 T-S模糊控制器仿真与性能分析

5.5不同控制器比较分析

5.6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