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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
