核电机组蒸汽发生器水位的动态特性分析及优化控制

摘要

蒸汽发生器是核电机组的重要设备之一，对其水位实施有效控制是核电站安全生产的重要保证。除了具有典型的无自平衡和非最小相位特征外，受机组负荷大范围变化的影响，蒸汽发生器水位被控对象还体现出典型的变参数特性，这给控制系统的设计带来了诸多困难。
　　 本文分析了U形管蒸汽发生器水位特性，对其在五个典型工况下的模型进行了降阶和简化，在此基础上研究了蒸汽发生器水位控制系统的结构和算法设计问题。首先，基于前馈反馈控制结构，利用传统PID控制方法和内模PID控制方法设计包括前馈控制器和反馈控制器的控制系统，通过仿真研究对两种方法的效果进行了对比分析;其次，应用动态矩阵控制算法和广义预测算法，设计不同工况下的预测控制器，利用模糊隶属度函数实现大范围变工况条件下的控制器调度，仿真测试验证了该方法的有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 研究现状

1．3 研究内容

第二章 蒸汽发生器模型及特点分析

2．1 蒸汽发生器分类

2．2 蒸汽发生器工作原理

2．3 蒸汽发生器数学模型

2．4 蒸汽发生器水位特性

2．5 小结

第三章 基于PID控制器的蒸汽发生器水位控制系统设计及参数整定

3．1 蒸汽发生器水位控制系统

3．2 蒸汽发生器前馈-反馈水位控制系统分析

3．2．1 结构搭建

3．2．2 模型降阶

3．2．3 控制器设计与仿真

3．3 内模控制

3．3．1 引言

3．3．2 内模控制器设计

3．3．3 基于IMC的PID参数整定

3．3．4 基于IMC-PID的蒸汽发生器水位控制器设计

3．4 小结

第四章 蒸汽发生器水位的预测控制

4．1 预测控制的特点

4．2 基于前馈的蒸汽发生器水位动态矩阵控制

4．2．1 动态矩阵控制算法简介

4．2．2 动态矩阵控制的内模结构

4．2．3 仿真及结果分析

4．3 基于前馈控制的广义预测控制

4．3．1 广义预测控制算法介绍

4．3．2 广义预测控制的内模结构

4．3．3 仿真结果

4．4 基于模糊隶属度的蒸汽发生器水位控制器的调度

4．5 小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢