蒸汽發(fā)生器水位模型預測控制方法研究.pdf

1、壓水堆中,蒸汽發(fā)生器是一回路與二回路的連接設備,不僅起到能量傳輸和轉(zhuǎn)換的作用,還是隔離一回路放射性物質(zhì)的關鍵設備。它的正常工作直接關系著整個核電廠的安全運行,因此,蒸汽發(fā)生器的水位是重要的監(jiān)測和控制參數(shù),是衡量蒸汽發(fā)生器是否正常運行的指標。為了保證壓水堆的安全運行,將蒸汽發(fā)生器的水位控制在合理的范圍內(nèi)是非常必要的。
　　由于蒸汽發(fā)生器水位系統(tǒng)是一個強干擾、強非線性以及非最小相位的復雜動態(tài)過程。本文利用線性參數(shù)變化(Linear P

2、arameter Varying,LPV)理論,將Irving提出的蒸汽發(fā)生器水位簡化模型離散化,在此基礎上建立了時變且參數(shù)依賴的多胞LPV模型以描述水位系統(tǒng)的不確定性和非線性。在蒸汽發(fā)生器多胞LPV模型的基礎上設計了單PID控制系統(tǒng)和串級PID控制系統(tǒng)并仿真比較二者之間的優(yōu)劣性。仿真結果表明串級PID控制系統(tǒng)具有更好的控制性能。
　　針對蒸汽發(fā)生器水位的多胞LPV模型,結合模型預測控制理論,將優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式(Lin

3、ear Matrix Inequality,LMI)的凸優(yōu)化問題,分別設計了最小最大和H2/H多目標模型預測控制器。仿真驗證閉環(huán)系統(tǒng)的可行性。在此基礎上分別增加一個PID控制器構成雙控制器系統(tǒng),通過仿真驗證了這兩種雙控制器系統(tǒng)的可行性。
　　通過求解系統(tǒng)水位的MSE(Mean Square Error)值,研究基于蒸汽發(fā)生器水位的多胞LPV模型的單PID、串級PID控制系統(tǒng)以及最小最大、H2/H多目標模型預測控制與PID控制器雙控