基于PID和H-,∞-控制方法的蒸汽發(fā)生器水位控制.pdf

1、在壓水堆核動(dòng)力裝置中，蒸汽發(fā)生器(Steam Generator，以下簡(jiǎn)稱(chēng)SG)是產(chǎn)生發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)所需蒸汽的設(shè)備。為確保堆芯的充分冷卻和防止汽輪機(jī)葉片的損壞，將SG水位控制在合理的位置是十分重要的。非線(xiàn)性、高復(fù)雜性、時(shí)變、“膨脹”和“收縮”現(xiàn)象以及非最小相位等特性致使SG水位控制成為一直以來(lái)的難題。因此，控制蒸汽發(fā)生器水位非常重要而且是非常必要的，對(duì)蒸汽發(fā)生器水位控制的研究是非常有價(jià)值的。
　　 本文研究了基于經(jīng)典PID控制和魯

2、棒H∞控制的蒸汽發(fā)生器水位控制方法。首先結(jié)合SG水位模型，對(duì)SG水位存在的“虛假水位”現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并分別仿真分析了蒸汽流量和給水流量對(duì)水位的影響。根據(jù)SG水位控制難點(diǎn)設(shè)計(jì)了單PID水位控制器、串級(jí)PID水位控制器和雙PID水位控制器，并通過(guò)蒸汽流量變化仿真對(duì)設(shè)計(jì)的水位控制系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。之后，應(yīng)用魯棒控制理論，分別采用線(xiàn)性時(shí)不變系統(tǒng)理論和線(xiàn)性參數(shù)變化理論方法研究了蒸汽發(fā)生器水位系統(tǒng)的狀態(tài)反饋H∞控制方法，并采用線(xiàn)性矩陣不等式方法，分別

3、設(shè)計(jì)了全局狀態(tài)反饋H∞控制器和分段狀態(tài)反饋H∞控制器，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了控制器的設(shè)計(jì)能夠保證SG水位控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和H∞性能指標(biāo)。最后將PID控制器與兩種分段狀態(tài)反饋H∞控制器結(jié)合，在保證水位控制穩(wěn)定性和性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)SG水位的更有效控制。
　　 本文運(yùn)用MATLAB軟件設(shè)計(jì)了SG水位控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了系統(tǒng)的Simulink仿真，用S-函數(shù)編寫(xiě)了SG水位的線(xiàn)性參數(shù)變化模型，在仿真過(guò)程中模型參數(shù)根據(jù)功率的變化而改變，使水位仿