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1、基于内模控制方法的蒸汽发 生器双控制器设计学 院:核科学与核技术 指导教师:王俊玲 教授 姓 名:何一川 学 号:2010151312 研究背景和意义 国内外的研究现状 主要研究内容 研究进度安排研究背景和意义 我国的核电事业,正面临着历史的发展机遇。国家 “十一五”期间确定了“积极发展核电”的方针, 全国核能界正在积极准备,以期能够抓住这一难得 的机遇,迎接挑战。 蒸汽发生器是压水堆核动力装置中的主要设备之 一。在运行过程中,若蒸汽发生器水位低将引起 蒸汽进入给水循环,使管束传热恶化或引起蒸汽 发生器的管板热冲击;水位过高,则影响汽水分 离效果,造成蒸汽品质恶化,危害汽轮机叶片。 因此,蒸汽
2、发生器的运行水位必须控制在一定范 围内。国内外的研究现状蒸汽发生器液位控制器研究方法1、PID控制(比例-积分-微分控制器) PID控制器在蒸汽发生器水位控制系统中应用比较 广泛,是传统的常规的蒸汽发生器液位控制器。 优点:结构简单,适应性强。 缺点:不便于调整和设置参数,超调量大、调节 时间长等2、模糊控制 模糊控制基于模糊集合理论和模糊逻辑,是一种 计算机数字控制技术。其基本思想是通过计算机 的使用,实现对人类思维的模拟。 优势:设计简单,易于应用和容易理解。内模控制方法 内模控制器(IMC)是内部模型控制器(Internal model controller)的简称,由控制器和滤波器 两
3、部分组成,两者对系统的作用相对独立,前者 影响系统的响应性能,后者影响系统的鲁棒性。 优势:实用性很强的控制方法,其主要特点是结 构简单、设计直观简便,在线调节参数少,且调 整方针明确,调整容易。特别是对于鲁棒及抗扰 性的改善和大时滞系统的控制,效果尤为显著。内模控制方法发展现状 经过十多年的发展,IMC 方法不仅已扩展到了多 变量和非线性系统,还产生了多种设计方法,较 典型的有零极点对消法、预测控制法、针对 PID 控制器设计的 IMC法、有限拍法等。课题主要研究内容 学习鲁棒内模控制方法、模型辨识方法、逆控制方法和 Matlab软件的编程方法 采用Irving E.的蒸汽发生器水位系统的简
4、化模型,建立系 统的分段LPV 模型 设计内环控制回路,保证内环的稳定性,设计干扰补偿器 ,使得干扰信号对实际输出的影响最小化。 为保证参考信号跟踪性能,用逆控制方法设计系统的前馈 控制器,使输出偏差最小化 用鲁棒H方法设计反馈控制器 用Simulink仿真控制系统,验证所设计的控制器的可行性 和有效性 成果形式:完成本科生毕业设计论文。课题的研究进度安排 12周,查阅整理相关文献,了解核动力装置蒸汽发生器 水位控制的研究现状及动态,完成开题报告。 34周,学习内模控制方法、模型辨识方法、逆控制方法 Matlab软件的编程方法。采用Irving E.的蒸汽发生器水位 系统的简化模型,建立系统的分段LPV 模型。 56周,设计内环控制回路,保证内环的稳定性,设计干 扰补偿器,使得干扰信号对实际输出的影响最小化。 78周,用Simulink仿真控制系统,验证设计。 910周,用逆控制方法设计系统的前馈控制器,使输出偏 差最小化,用鲁棒H方法设计反馈控制器。 1112周,用Simulink仿真控制系统,验证所设计的控制 器的可行性和有效性。 1314周,初步完成毕业论文。 1516周,修改论文,准备答辩。Thanks