压水堆核电站负荷跟踪控制

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1、硕士学位论文压水堆核电站负荷跟踪控制作者姓名王国旭学科专业工程热物理指导教师马晓茜教授吴婕讲师所在学院电力学院论文提交日期2018年4月18日LoadTrackingControlofPressurizedWaterReactorNuclearPowerPlantADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangGuoxuSupervisor：Prof.MaXiaoqianSouthChinaUniversityofTechnologyGuan

2、gzhou,China分类号：TK32学校代号：10561学号：201520110693华南理工大学硕士学位论文压水堆核电站负荷跟踪控制作者姓名：王国旭指导教师姓名、职称：马晓茜教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：工程热物理研究方向：高效低污染燃烧论文提交日期：2018年4月18日论文答辩日期：2018年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：刘金平委员：马晓茜、楼波、李泽宇、姚顺春华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行

3、研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：2018年6月3日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以

4、公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，（校保密委员会审定为涉密学位时间：年月日）于年月日解密后适用本授权书。不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：2018年6月3日指导教师签名：日期：201

5、8年6月3日作者联系电话：电子邮箱联系地址(含邮编)：摘要压水堆是核电站广泛采用的核裂变反应堆，有效的功率控制系统对于满足电网的负荷跟踪要求以及核电站安全是至关重要的。现今，核电站主要采用的负荷跟踪控制方法依然是传统PID控制算法。由于反应堆堆芯具有复杂、非线性的特点，并且堆芯模型参数在不同运行工况下的差异较大，传统PID控制算法在负荷大范围变化情况下的控制效果并不理想。本文旨在设计出负荷跟踪性能更好的堆芯功率控制器。首先，基于点堆动态方程、堆芯温度反馈、冷却剂温度反馈以及反应性方程，本文建立了堆芯状态空

6、间模型。其次，本文基于所建立的堆芯状态空间模型，设计出了一种二阶滑模控制器和一种动态滑模控制器，并在仿真实验中与传统PID控制策略进行对比，对比结果表明：二阶滑模控制系统和动态滑模控制系统具有更小的超调，但伴随着抖振现象。再者，为了削弱传统滑模控制算法所固有的抖振现象，本文引入模糊控制算法并设置死区，设计出了一种模糊自适应二阶滑模控制器和一种模糊自适应动态滑模控制器。模拟结果表明：相对于二阶滑模控制系统和动态滑模控制系统，模糊自适应二阶滑模控制系统和模糊自适应动态滑模控制系统能够更快速地响应，且没有出现抖

7、振现象。此外，本文基于自适应控制算法，设计出了一种自适应二阶滑模控制器和一种自适应动态滑模控制器。模拟结果表明：相对于二阶滑模控制系统和动态滑模控制系统，自适应二阶滑模控制系统和自适应动态滑模控制系统能够更快速地响应，且没有出现抖振现象。最后，本文基于堆芯状态空间模型，设计出了一种模型预测控制器，并引入二次规划求解系统约束下的最优解。模拟结果表明：相对于传统PID控制系统，模型预测控制系统能够更快速地响应，且具有更小的超调。关键词：压水堆；滑模控制；模糊控制；自适应控制；模型预测控制IABSTRACTPr

8、essurizedwaterreactoristhewidelyutilizedfissionreactorforpowergenerationinnuclearpowerplants,andaneffectivepower-levelcontrolsystemissignificantfortheloadtrackingoperationasthepowergriddemandsandforthesecurityconcer