【摘 要】
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核反应堆安全可靠运行是核能产业发展的重要保证,其中核反应堆的功率控制是决定反应堆稳定运行的核心技术之一。随着核电在整个电力网中的份额逐渐增大,这种变化趋势导致了核
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核反应堆安全可靠运行是核能产业发展的重要保证,其中核反应堆的功率控制是决定反应堆稳定运行的核心技术之一。随着核电在整个电力网中的份额逐渐增大,这种变化趋势导致了核反应堆功率必须可以根据电力网的需求能力进行调整,也就是负荷跟踪控制。因此,研究功率负荷跟踪控制技术是核反应堆安全经济运行的重要课题。基于T-S模糊理论,结合中子动力学方程、热工水力学方程、氙碘效应方程和反应性反馈方程,本文建立核反应堆系统T-S模糊模型以及两节点的堆芯T-S模糊模型,并研究了基于T-S模型的核反应堆功率负荷跟踪控制系统。首先,通过引入跟踪偏差的积分量得到反应堆系统的增广形式模型,分别设计反应堆功率系统的全局保成本跟踪控制器,非线性观测器和分段保成本跟踪控制器。为了限制核反应堆轴向功率分布的不均匀,结合常轴向功率偏移控制策略,设计基于两节点模型的分段保成本跟踪控制器。其次考虑核反应堆功率系统存在的外部扰动时,分别设计反应堆功率系统的H∞跟踪控制器,全局H∞-LQR跟踪控制器和分段H∞-LQR跟踪控制器。同样为了调节轴向功率分布,设计基于两节点模型的分段H∞-LQR跟踪控制器。最后考虑核反应堆功率系统存在不确定情况下,分别设计一种可以在线估计不确定性的核反应堆功率自适应保成本跟踪控制器和L1自适应跟踪控制器。基于Matlab/Simulink软件平台对所设计的核反应堆功率控制系统进行仿真验证,结果表明,本文所设计的控制器在功率负荷跟踪方面具有较好的控制效果。
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