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基于BDMP的核电厂蒸汽发生器水位控制系统可靠性评价 被引量:9
1
作者 王浩 余嘉炜 +2 位作者 周世梁 毛伊静 许桐雨 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2330-2337,共8页
数字化仪表与控制系统(DICS)已广泛应用于核电厂安全/非安全相关的系统中。作为中枢神经系统,DICS的可靠性对核电厂运行过程的操作和维护至关重要。基于蒸汽发生器水位控制系统(SGWLCS)的结构和控制逻辑,采用布尔逻辑驱动的马尔科夫过程... 数字化仪表与控制系统(DICS)已广泛应用于核电厂安全/非安全相关的系统中。作为中枢神经系统,DICS的可靠性对核电厂运行过程的操作和维护至关重要。基于蒸汽发生器水位控制系统(SGWLCS)的结构和控制逻辑,采用布尔逻辑驱动的马尔科夫过程(BDMP)方法对系统进行了评价,分别得到可修复系统与不可修复系统随仿真步长增加的累积分布概率(CDP)。通过KB3搭建了BDMP模型,通过蒙特卡罗仿真软件YAMS对搭建的系统进行生产力分析,定量化分析出系统随仿真步长增加的CDP的变化趋势,以此计算系统的失效概率。通过对系统各组件的敏感性分析可直观得到各组件对系统的重要度影响。 展开更多
关键词 数字化蒸汽发生器水位控制系统 可靠性评价 布尔逻辑驱动的马尔科夫过程
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基于H_∞回路成形方法的蒸汽发生器水位控制系统主控制器参数整定 被引量:4
2
作者 周世梁 张鹏 刘玉燕 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1236-1241,共6页
针对U形管蒸汽发生器水位前馈-反馈串级三冲量控制系统的主控制器PID参数整定困难,且鲁棒性要求高的特点,给出了一种基于H∞回路成形方法的主控制器PID参数整定方案。在负荷变化情况下,对采用传统方案整定主控制器的PID参数和H∞回路成... 针对U形管蒸汽发生器水位前馈-反馈串级三冲量控制系统的主控制器PID参数整定困难,且鲁棒性要求高的特点,给出了一种基于H∞回路成形方法的主控制器PID参数整定方案。在负荷变化情况下,对采用传统方案整定主控制器的PID参数和H∞回路成形方法整定主控制器的PID参数蒸汽发生器水位控制系统进行了对比仿真实验。仿真结果表明,采用该方法整定的控制系统具有良好的鲁棒稳定性和较好的控制性能。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 H∞回路成形 鲁棒PID
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基于ANFIS的蒸汽发生器水位实时控制系统的设计 被引量:1
3
作者 张冰 姜长生 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期370-373,共4页
从蒸汽发生器的水位特性出发 ,对其水位高度控制原理进行了深入细致的研究。鉴于控制对象的模糊性、不确定性和非线性 ,采用自适应神经元模糊推理 (Adaptive neuron fuzzy inference system,ANFIS)技术 ,建立了模糊控制规则库 ,实现了... 从蒸汽发生器的水位特性出发 ,对其水位高度控制原理进行了深入细致的研究。鉴于控制对象的模糊性、不确定性和非线性 ,采用自适应神经元模糊推理 (Adaptive neuron fuzzy inference system,ANFIS)技术 ,建立了模糊控制规则库 ,实现了对蒸汽发生器水位的智能控制。本文详细阐述了 ANFIS技术的结构、控制方式和系统的主要功能 ,完成了软、硬件的综合设计 ,并进行了仿真研究。控制系统的硬件采用了 DSP芯片 ,以保证系统的实时性 ;软件采用了模糊 -神经网络算法 ,以克服系统模型的不确定性。仿真结果表明 ,该控制系统工作稳定可靠 。 展开更多
关键词 ANFIS 蒸汽发生器 水位实时控制系统 设计 自适应神经元模糊推理系统
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基于概率模型检测器的核电厂蒸汽发生器水位控制系统可靠性分析 被引量:3
4
作者 周世梁 陈浠毓 +1 位作者 张磊 夏林路 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1019-1026,共8页
蒸汽发生器水位控制系统是核电厂数字化仪控系统最重要的子系统之一,其平稳运行对于核电厂运行安全至关重要。该控制系统包含的部件较多,部件一般可短时间修复,且处理器、电源具有热备,电动主给水泵具有冷备。因此,其可靠性模型要考虑... 蒸汽发生器水位控制系统是核电厂数字化仪控系统最重要的子系统之一,其平稳运行对于核电厂运行安全至关重要。该控制系统包含的部件较多,部件一般可短时间修复,且处理器、电源具有热备,电动主给水泵具有冷备。因此,其可靠性模型要考虑多个设备的修复,热/冷备,备用互投等复杂的相关性或时序。对其进行可靠性分析需要使用详细的动态模型,以及支持大型模型构建的可靠性建模工具。针对上述需求,采用概率模型检测器PRISM对蒸汽发生器水位控制系统进行可靠性定量分析。建立了核电厂蒸汽发生器水位控制系统的马尔可夫模型,并计算了系统的不可用率,分析了对系统不可用率贡献高的故障部件。提出并对比了两种系统可靠性设计方案。 展开更多
关键词 核电厂蒸汽发生器水位控制系统 可靠性评价 马尔可夫模型 PRSIM
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基于DSP的蒸汽发生器水位模糊控制系统研究
5
作者 彭威 张大发 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B09期283-286,共4页
为克服传统的核动力蒸汽发生器水位PID控制器存在的缺点,利用模糊推理技术和数字信号处理器(DSP)技术设计了基于DSP的核动力蒸汽发生器水位模糊控制系统。通过总结熟练操作人员的经验,给出了模糊控制规则,确定了一些重要的控制参数。考... 为克服传统的核动力蒸汽发生器水位PID控制器存在的缺点,利用模糊推理技术和数字信号处理器(DSP)技术设计了基于DSP的核动力蒸汽发生器水位模糊控制系统。通过总结熟练操作人员的经验,给出了模糊控制规则,确定了一些重要的控制参数。考虑到控制的实时性,系统的稳定性,采用DSP设计了水位模糊控制系统。仿真实验表明,该系统性能良好。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位 模糊控制 数字信号处理器
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模糊控制在蒸汽发生器水位控制系统中的应用研究 被引量:4
6
作者 刘小逵 张宇声 张广福 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第3期84-87,共4页
针对蒸汽发生器水位控制系统的特殊性,分析其影响因素,建立相应的模糊控制规则,应用Simulink3.0对水位调节进行仿真,与PID控制比较,验证模糊控制的性能和可行性.
关键词 模糊控制 蒸汽发生器 水位控制系统 PID控制 舰艇 核动力装置 仿真 给水泵控制
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蒸汽发生器水位模糊控制半实物仿真试验系统 被引量:3
7
作者 李铜桥 孙建华 +1 位作者 邱志强 万华庆 《舰船科学技术》 北大核心 2003年第5期26-28,共3页
介绍了蒸汽发生器水位模糊控制原理 ,着重讨论了蒸汽发生器水位FUZZY -I控制半实物仿真试验系统的硬件设计和软件设计。该仿真试验系统以基于DSP的模糊控制器为核心 ,控制程序采用C语言、汇编语言和FuzzyTech开发软件进行编制 ,通过DSP... 介绍了蒸汽发生器水位模糊控制原理 ,着重讨论了蒸汽发生器水位FUZZY -I控制半实物仿真试验系统的硬件设计和软件设计。该仿真试验系统以基于DSP的模糊控制器为核心 ,控制程序采用C语言、汇编语言和FuzzyTech开发软件进行编制 ,通过DSP仿真平台 。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 DSP 模糊控制 半实物仿真 水位控制 模糊控制 调试 核动力装置
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核电站蒸汽发生器水位的自抗扰多模型控制方法研究 被引量:10
8
作者 谷俊杰 冀乃良 +2 位作者 孙玉洁 谭俊龙 王东旭 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期373-377,共5页
针对核电站蒸汽发生器水位控制的非线性分布特点,在自抗扰控制技术的基础上结合多模型控制提出了蒸汽发生器水位系统新的控制方案.在该控制方案中,对蒸汽发生器设计了多模型控制系统,并针对各个模型分别设计了不同负荷下的自抗扰控制器... 针对核电站蒸汽发生器水位控制的非线性分布特点,在自抗扰控制技术的基础上结合多模型控制提出了蒸汽发生器水位系统新的控制方案.在该控制方案中,对蒸汽发生器设计了多模型控制系统,并针对各个模型分别设计了不同负荷下的自抗扰控制器,可以对扩张状态进行在线实时估计,因此设计的扰动补偿不依赖于模型便能够达到快速消去扰动的效果.将该方法用于蒸汽发生器水位控制系统进行仿真研究,结果表明:该控制方案实现了对蒸汽发生器水位良好的动态控制,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,且算法简单,便于调试. 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 多模型 非线性分布 自抗扰控制
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核动力蒸汽发生器水位控制方法分析 被引量:20
9
作者 周刚 彭威 张大发 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2004年第z1期19-23,共5页
核动力蒸汽发生器(SG)是一个高度复杂的非线性时变系统。SG在瞬态、启动和低功率运行工况下的"收缩"与"膨胀"现象引起的逆动力学效应使SG的水位控制变得复杂。文章分析了SG水位控制方法的特点,重点分析了SG水位模... 核动力蒸汽发生器(SG)是一个高度复杂的非线性时变系统。SG在瞬态、启动和低功率运行工况下的"收缩"与"膨胀"现象引起的逆动力学效应使SG的水位控制变得复杂。文章分析了SG水位控制方法的特点,重点分析了SG水位模糊控制方法与神经网络控制方法。指出了传统的PI(D)水位控制方法存在的问题,就SG水位控制发展趋势提出了看法。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位 模糊控制 神经网络
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核电蒸汽发生器水位的二自由度内模控制 被引量:5
10
作者 房方 熊瑛 +1 位作者 陈凯 程然 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期463-468,共6页
为了在全工况范围内确保核电蒸汽发生器水位的控制品质,提出了一种二自由度内模控制结构.考虑到蒸汽质量流量波动对水位的显著影响,将前馈环节加入到该控制结构中,以提高系统的抗扰动能力;利用增益调度方法对5个典型工况点的前馈和反馈... 为了在全工况范围内确保核电蒸汽发生器水位的控制品质,提出了一种二自由度内模控制结构.考虑到蒸汽质量流量波动对水位的显著影响,将前馈环节加入到该控制结构中,以提高系统的抗扰动能力;利用增益调度方法对5个典型工况点的前馈和反馈控制器进行整合,使系统实现良好的全局控制效果.在对控制系统性能进行理论分析的基础上给出了控制器参数的整定准则.仿真结果表明:该方法能够确保系统在各负荷段均具有良好的控制品质,且其整体性能优于自适应神经网络控制(ACNFC)及自整定PID控制. 展开更多
关键词 核电 蒸汽发生器 水位 二自由度内模控制 增益调度
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蒸汽发生器水位双PI控制的改进研究 被引量:5
11
作者 李凤宇 陆古兵 +1 位作者 张龙飞 刘东 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B09期279-282,共4页
蒸汽发生器(SG)水位的控制问题是压水堆核电站紧急停堆的1个重要原因,尤其在低功率情况下,缩胀效应致使水位控制较难。为了避开水位变化初期的假水位的影响,在控制过程中加入判别器来决定水位信号是否参与控制。采用遗传算法对控制器参... 蒸汽发生器(SG)水位的控制问题是压水堆核电站紧急停堆的1个重要原因,尤其在低功率情况下,缩胀效应致使水位控制较难。为了避开水位变化初期的假水位的影响,在控制过程中加入判别器来决定水位信号是否参与控制。采用遗传算法对控制器参数进行整定,采用的SG水位模型是简化的数学模型。对控制器中有无判别器的控制效果进行了对比。对比结果表明:加入判别器后,缩短了调节时间,降低了超调量。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 遗传算法 水位控制
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基于MFAC-PID的核电站蒸汽发生器水位控制 被引量:3
12
作者 钱明辉 谭海龙 +1 位作者 金鑫 梁军 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期72-76,124,共6页
核电站蒸汽发生器水位的控制性能不好是引发机组非计划停堆的主要原因。尤其在低功率平台下,蒸汽发生器水位的"缩涨效应"明显,并且给水流量和蒸汽流量的测量误差较大,利用传统的控制方案来控制水位的稳定比较困难。对此,本文... 核电站蒸汽发生器水位的控制性能不好是引发机组非计划停堆的主要原因。尤其在低功率平台下,蒸汽发生器水位的"缩涨效应"明显,并且给水流量和蒸汽流量的测量误差较大,利用传统的控制方案来控制水位的稳定比较困难。对此,本文提出了一种无模型自适应(MFAC)控制策略,即外环采用MFAC控制,内环采用PID控制。仿真结果表明,与传统蒸汽发生器的PID串级控制相比,本文提出的控制方法具有更好的稳定性,同时,抗干扰性和鲁棒性也优于现行的PID串级控制。此外,MFAC的设计过程和结构简单,便于工程应用。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 无模型自适应控制 核电站
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蒸汽发生器水位SDRNN优化自抗扰控制 被引量:3
13
作者 周洪煜 汪正海 +1 位作者 黄建平 赵乾 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期789-794,807,共7页
针对蒸汽发生器(SG)水位控制过程存在的主要问题,引入水位自抗扰控制(ADRC)方案.通过扩张状态观测器实时估计系统内、外扰动,并采用前馈方式予以动态补偿,同时依据状态误差矢量进行非线性反馈调节,缓解控制系统快速与超调之间的矛盾.并... 针对蒸汽发生器(SG)水位控制过程存在的主要问题,引入水位自抗扰控制(ADRC)方案.通过扩张状态观测器实时估计系统内、外扰动,并采用前馈方式予以动态补偿,同时依据状态误差矢量进行非线性反馈调节,缓解控制系统快速与超调之间的矛盾.并引入二阶对角递归神经网络(SDRNN)动态辨识SG Jacobian信息,实时优化自抗扰控制器参数.分别在水位、蒸汽和给水扰动下进行SG水位仿真实验,并对比了前馈串级PI控制与SDRNN-ADRC控制的响应曲线.结果表明:在扰动工况及控制对象参数时变下,此SG水位控制系统的控制响应迅速、超调小且稳态误差小,具有优良的动、静态性能. 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位 自抗扰控制 二阶对角递归神经网络
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船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台的设计与实现 被引量:2
14
作者 邱志强 邹海 孙建华 《舰船科学技术》 北大核心 2008年第1期136-140,共5页
针对船用汽轮给水泵转速控制系统中自能源进汽调节阀改为电动进汽调节阀的改进方案,设计并实现了一种船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台,建立了船用蒸汽发生器给水控制系统数学模型,包括蒸汽发生器数学模型、汽轮给水泵数学模型... 针对船用汽轮给水泵转速控制系统中自能源进汽调节阀改为电动进汽调节阀的改进方案,设计并实现了一种船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台,建立了船用蒸汽发生器给水控制系统数学模型,包括蒸汽发生器数学模型、汽轮给水泵数学模型、给水管道及给水调节阀数学模型,设计了蒸汽发生器水位控制器以及汽轮给水泵转速控制器,通过与模拟机仿真结果比较验证了仿真试验平台的有效性。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 数学模型 仿真
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基于结构奇异值综合的蒸汽发生器水位鲁棒控制器设计 被引量:2
15
作者 周世梁 刘玉燕 王昊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期63-68,共6页
针对U型管蒸汽发生器的给水阀开度-水位动力学特性随其本身和给水泵运行工况改变而变化的特性,建立了能定量描述上述原因导致的参数摄动和未建模动态的给水阀开度-水位对象的不确定状态空间模型。基于结构奇异值综合方法设计蒸汽发生器... 针对U型管蒸汽发生器的给水阀开度-水位动力学特性随其本身和给水泵运行工况改变而变化的特性,建立了能定量描述上述原因导致的参数摄动和未建模动态的给水阀开度-水位对象的不确定状态空间模型。基于结构奇异值综合方法设计蒸汽发生器水位鲁棒控制器,并通过选择合适的性能加权函数优化控制系统的鲁棒性能。仿真结果表明,所设计控制器可满足蒸汽发生器从零负荷至满负荷及各种给水泵运行工况下水位自动控制的要求,具有较好的控制品质。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 参数摄动 未建模动态 水位控制 Μ综合
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船用蒸汽发生器水位的模糊自适应PID控制 被引量:2
16
作者 张永生 赵淑琴 《中国舰船研究》 2013年第3期106-109,共4页
为了改善蒸汽发生器水位控制的控制效果,根据模糊控制的基本原理,设计了蒸汽发生器的模糊自适应PID水位控制器,该控制器的模糊推理系统能够根据水位误差与误差变化率对PID参数进行在线整定。借助Matlab/Simulink仿真平台,建立蒸汽发生... 为了改善蒸汽发生器水位控制的控制效果,根据模糊控制的基本原理,设计了蒸汽发生器的模糊自适应PID水位控制器,该控制器的模糊推理系统能够根据水位误差与误差变化率对PID参数进行在线整定。借助Matlab/Simulink仿真平台,建立蒸汽发生器的仿真模型,对模糊自适应PID水位控制进行试验验证,计算工况为蒸汽负荷阶跃下降30%。结果表明,与常规PID控制相比,模糊自适应PID控制的超调量减小了约35%,调节时间缩短了约50%,提高了水位控制系统的控制品质。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 模糊自适应 PID控制
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基于改进粒子群算法的蒸汽发生器水位控制优化 被引量:5
17
作者 彭威 张大发 《船海工程》 2010年第5期208-210,共3页
核动力装置蒸汽发生器的水位控制系统,多采用串级三冲量PID控制方案。为了克服传统的控制器参数整定方法的局限性,应用粒子群优化算法对主调节器进行参数整定,获得了相对最优参数。仿真结果表明,与传统整定方法相比,这种参数整定方案得... 核动力装置蒸汽发生器的水位控制系统,多采用串级三冲量PID控制方案。为了克服传统的控制器参数整定方法的局限性,应用粒子群优化算法对主调节器进行参数整定,获得了相对最优参数。仿真结果表明,与传统整定方法相比,这种参数整定方案得到的控制参数能使水位控制系统具有更好的控制品质。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位 粒子群优化 PID控制
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蒸汽发生器水位控制器的多目标GA和静态H_∞回路成形优化设计 被引量:1
18
作者 周世梁 刘玉燕 段锋 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期123-129,共7页
提出了一种基于多目标遗传算法和静态H∞回路成形综合的给定结构鲁棒控制器设计方法,采用该方法设计了低负荷下蒸汽发生器水位的比例微分串联滤波器型控制器,并进行了水位给定值阶跃变化、蒸汽流量阶跃扰动和给水压力波动下控制系统响... 提出了一种基于多目标遗传算法和静态H∞回路成形综合的给定结构鲁棒控制器设计方法,采用该方法设计了低负荷下蒸汽发生器水位的比例微分串联滤波器型控制器,并进行了水位给定值阶跃变化、蒸汽流量阶跃扰动和给水压力波动下控制系统响应的仿真试验.结果表明:所设计控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能优于其他3种基于H∞回路成形的控制器设计方案;所得控制器在给定值阶跃变化、给水和流量扰动下均能保持较好的控制品质,具有良好的鲁棒性. 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位控制 静态H∞回路成形 多目标遗传算法 鲁棒性
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鲁棒PID控制器的H_∞回路成形优化设计及其在蒸汽发生器水位控制中的应用 被引量:1
19
作者 周世梁 刘玉燕 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期996-1002,共7页
针对H∞回路成形设计,提出了一种基于线性矩阵不等式技术的PID型权函数优化算法。结合静态H∞回路成形控制器综合,给出了一种系统的鲁棒PID迭代优化方法。基于所提方法设计了蒸汽发生器水位控制系统的PID型主控制器。仿真结果表明,所设... 针对H∞回路成形设计,提出了一种基于线性矩阵不等式技术的PID型权函数优化算法。结合静态H∞回路成形控制器综合,给出了一种系统的鲁棒PID迭代优化方法。基于所提方法设计了蒸汽发生器水位控制系统的PID型主控制器。仿真结果表明,所设计控制系统具有较好的鲁棒性能和鲁棒稳定性,综合控制品质优于全阶权函数优化(或本文所提PID型权函数优化)和标准控制器综合相结合的方法。 展开更多
关键词 H∞回路成形 权函数优化 线性矩阵不等式 蒸汽发生器 水位控制
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蒸汽发生器水位的模糊-PID复合控制 被引量:2
20
作者 张永生 马运义 《船海工程》 2011年第2期64-65,69,共3页
为了提高蒸汽发生器的模糊水位控制器的稳态性能,结合常规PID控制的优点,设计蒸汽发生器水位的模糊-PID复合控制器。运用Matlab模糊逻辑工具箱与Simulink模块,实现蒸汽发生器的水位控制仿真,对蒸汽发生器大幅度降负荷工况进行仿真计算... 为了提高蒸汽发生器的模糊水位控制器的稳态性能,结合常规PID控制的优点,设计蒸汽发生器水位的模糊-PID复合控制器。运用Matlab模糊逻辑工具箱与Simulink模块,实现蒸汽发生器的水位控制仿真,对蒸汽发生器大幅度降负荷工况进行仿真计算。结果表明,模糊-PID复合控制既具有模糊控制的良好动态性能,又具有线性控制的良好稳态性能。模糊-PID复合控制特别适用于具有大滞后、多变量、强耦合的非线性系统,是一种比较有发展前景的控制方法。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 水位 模糊 PID 控制
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