基于数字化控制的核电站反应堆功率控制系统

秦山一期工程300 MW反应堆控制棒控制和棒位监测系统(以下简称反应堆功率控制系统)采用基于PLC技术、数字化通信技术以及冗余技术设计,实现了反应堆功率的自动调节和集中控制.本文对反应堆功率控制的仪控系统特点及其数字化改造的硬件设计方法进行了介绍.数字化改造后的秦山一期工程反应堆功率控制系统能为人机交互作业提供丰富的信息,方便了系统的运行和维护,系统的可靠性得以极大改善.     

基于CRAIMA模型的核反应堆功率广义预测控制

为控制反应堆功率负荷跟踪变化,基于预测控制的原理设计了一种适用于核反应堆功率非线性过程的预测控制方法.以点堆动力学方程为基础建立了核反应堆功率数学模型,为方便广义预测控制器的设计,将此数学模型转换成受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA).采用广义预测控制方法设计了反应堆功率控制器,对所设计的控制器性能进行了仿真验证.仿真结果表明,在功率观测期间存在1%额定功率的观测噪声的情况下,功率输出能够快速跟踪期望功率,并且功率观测带来的扰动对于功率实际运行影响较小,说明此控制器能够消除不确定干扰和非线性因素对系统的影响,保证反应堆功率系统的稳态精度和动态品质,能够应用于核反应堆功率控制系统中,并且具有优良的控制效果.     

基于新型控制棒驱动机构的反应堆功率控制

控制棒驱动机构是核反应堆中的重要机械设备,是反应堆和系统保护的组成部分,承担了控制反应堆的启动、功率调节、停堆等工作.为了研究基于新型伺服活塞式水力驱动机构的核反应堆功率控制问题,对新型伺服活塞控制棒驱动机构进行数学建模,进而建立了具有温度反馈效应的核反应堆功率控制系统(Nuclear Reactor Power Control System,简称NRPCS)的状态空间模型.采用鲁棒H∞控制方法设计了NRPCS的状态反馈控制器.用Simulink进行仿真,验证了控制系统的可行性和鲁棒性.     

一体化水堆内置式控制棒水压驱动技术研究

安全性和经济性满足较小功率用户需求的小型核反应堆为近年来的研究热点,一体化布置水冷反应堆为小型核反应堆的主要堆型之一。核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最关键的安全设备,担负着反应堆的启动、功率调节及停堆等重要功能。该文给出一种应用于一体化布置水冷反应堆的内置式控制棒水压驱动技术,包括功率小于50 MW的A型和热功率50～300 MW的B型2种整体设计方案、部件组成、主要功能和性能等工程研究和应用。为一体化水堆提供了完整的内置式控制棒驱动线,包括其部件组成、联接结构、固定方式和功能;降低了反应堆高度;避免了弹棒事故,增强了反应堆安全性;使一体化布置反应堆更加紧凑、体积小、自然循环能力加强。     

模糊PID控制在核反应堆功率控制中的研究

应用核反应堆堆芯的中子动力学数学模型建立传递函数.采用模糊PID方法设计了反应堆功率控制器控制反应堆功率负荷跟踪变化.Simulink仿真表明所采用的模糊PID控制算法来控制反应堆功率的输出,比传统PID控制取得了较好的控制效果.     

作为研究设计工具的数字化反应堆

数字化技术的快速发展变革了相关行业原有的发展模式,推动了相关行业的进步,而核行业目前对数字化技术的应用尚未达成有效共识及形成系统化.针对数字化技术在核工程领域的应用,简要介绍了国内外相关行业领域数字化技术发展现状,重点阐述了数字化反应堆技术在核反应堆研究设计中的应用研究情况及未来的研发实施构想.研究表明:灵活可扩展的数字化基础平台框架、基于系统工程的三维协同设计和设计验证系统、基于知识工程的大数据管理是数字化反应堆技术作为反应堆研究设计工具的重要研究内容,可为后续数字化技术在核反应堆研究设计中的应用提供顶层思路的构建参考.     

AP1000压水堆功率控制模式浅析

反应堆功率控制是维持反应堆稳定的核心控制,该文通过结合反应堆反应性控制的基本原理对AP1000采用的功率控制模式进行了简要的介绍,分析了AP1000核功率控制关于功率水平和功率分布的控制方式及约束条件,功率水平控制系统从低功率控制和高功率控制两个部分展开,功率分布则主要分析其轴向功率的控制信号及其限制条件。同时简要减少了反应堆功率控制模块中的快速降功率功能。最后将AP1000反应堆功率控制模式与其他模式进行了对比,在功率水平和功率分布调节方面进行了比较分析。     

湿吸仿生爬壁机器人分层控制系统

湿吸原理的六足机器人具有结构相对复杂,控制输出多,动作协调困难等特点.基于仿生学原理,提出一种基于这种爬壁机器人的多层控制系统,提出系统设计方案,并对系统设计进行实验验证.根据Saridis的分级递阶智能控制思想理论,结合实际控制要求,提出了适合湿吸仿生爬壁机器人的独特的分层控制系统,并且从控制理论的角度详细介绍了该类系统各层次的设计要求及实现方法.实验结果表明,该控制系统设计不仅能够满足机器人爬壁行走的控制要求,而且能控制机器人肢节末端良好的与壁面接触,节律运动执行速度快,多层次模块化的设计有利于控制系统的进一步扩展.     

H∞控制方法在核反应堆功率控制中的应用

在已有核反应堆数学微分方程模型的基础上,建立了反应堆模型的状态空间方程描述形式;采用H∞控制方法设计了反应堆功率控制器,以控制反应堆功率变化.仿真结果表明,与传统的PID控制器相比,H∞控制器有良好的性能.     

反应堆功率流量保护中智能化的研究

本文介绍了反应堆超功率保护、超功率流量比保护、一回路断流量事故保护及泵高速低流量和泵低速过低流量保护等系统中利用一台微机实现安全保护智能化的研究。文中以××反应堆为母型,根据反应堆运行时对上述安全保护系统的要求介绍了微机控制的保护功能、为实施这些功能所采用的硬件及应用软件流程,指出了在反应堆功率流量保护中利用微机实现智能化的特点。     

基于智能控制应用系统的探讨

智能控制代表着当今科学和技术发展的最新方向之一.智能控制的基本控制方法主要包括学习控制系统、专家系统、模糊控制与人工神经网络.当前智能控制的研究领域遍布军事、工业、农业及我们日常的生活中,具有非常广阔的前景.     

小型堆研发及核应急准备进展

 小型核反应堆具有良好的安全特性、模块化建造方式和广泛的应用领域,已成为国际上重要的核能研发工作。相对于百万千瓦级大型核电站而言,外部约束条件（应急计划是其中之一）对小型堆的经济性具有更大的影响,尤其是对需要靠近用户的小型核反应堆（例如供水、供热等）更是如此。作为克服这种约束条件的一个重要策略,小型核反应堆在设计上追求更高的安全特性。对于需要靠近用户的小型核反应堆（例如供热、供汽等）,将应急计划区限制在厂址范围之内,对保障小型核反应堆的经济性和增强公众的接受性非常有益。事实上,许多小型核反应堆都将烟羽应急计划区限制在厂址边界作为重要的设计目标之一。从目前经验看,完全取消小型核反应堆的场外应急准备的可能性不大,但考虑其安全特性、简化小型核反应堆的应急准备是国际上的共识。介绍了小型核反应堆的研发现状,讨论了大型核电机组与小型核反应堆应急计划在理念和实现方式上的差别,分析了国际上有关小型核反应堆应急准备简化的有关讨论和实践。     

基于FP1-C24型松下PLC四层电梯的设计

随着科学技术和社会经济的发展,高层建筑已成为现代城市的标志.电梯成为输送人流和物流的交通工具.目前,电梯控制系统主要有3种:继电器控制系统、微机控制系统、PLC控制系统.国内20世纪七八十年代的电梯采用继电器控制系统,可靠性和安全性低,线路复杂.微机控制系统虽然在智能控制方面功能强,但抗干扰性差,设计复杂,维修难.自从80年代后期,PLC控制系统在电梯中得到广泛应用,PLC又称可编程控制器,是以微处理器为基础,综合了计算机技术与自动化技术而开发的新一代工业控制器.它可靠性高,线路简化,维修简单,成为电梯控制中常用的控制方式.该文以松下FP1-C24型PLC为例,对四层电梯控制系统的硬件和软件系统进行了设计,并编制了PLC控制程序,实现了对电梯的上行、下行、呼梯等功能.     

不同热管工质对热管冷却反应堆堆芯物理参数的影响与分析

热管冷却反应堆采用非能动传热技术,热响应速度快,可避免堆芯单点失效,具有功率密度大、寿命长、环境适应性强、工作性能稳定等特点,是目前空间核反应堆研究的热点。本文基于清华大学开发的反应堆蒙特卡洛中子输运程序RMC (Reactor Monte Carlo code),以美国爱荷华国家实验室(Idaho National Laboratory, INL)设计的热管冷却反应堆INL Design A为研究对象,选取3种热管工质开展热管冷却反应堆堆芯物理计算。计算结果表明：锂热管工质不仅拥有很好的热物性参数,并且使用锂热管工质的热管冷却反应堆缓发中子有效份额最大、中子能谱较硬、燃耗反应性损失最小、增殖性能最佳,有利于热管冷却反应堆堆芯小型化与长寿命。因此,推荐锂为热管冷却反应堆的热管工质。     

智能照明控制系统在实际中的应用

智能照明控制系统较好地实现了智能控制、人性化照明和节能降耗的功能,使其在楼宇控制领域变得越来越重要,越来越受到人们的重视。本文介绍了智能控制系统的概念、特点、优势、发展方向等内容,并着重对智能照明控制系统在实际中的应用作了较为详细地阐述。     

综合智能系统在热力系统中的应用研究

在热力系统中,由于很多过程是非线性、大惯性、大滞后的环节,并且常常带有强烈耦合,动态特性随着运行工况的变化而大幅度变化,使传统控制理论的应用受到限制.在热力系统控制中应用综合智能系统,将传统人工智能、人工神经网络、模糊逻辑和进化计算等几种智能信息处理方法有机地结合起来,以期综合优点、互补不足,以解决常规控制难以奏效的一些控制难题.针对热力系统中实际控制对象复杂多变的特点,应用模块化的编程方法,将多种智能控制策略综合应用,并与传统控制方法有机结合,建立了综合智能控制系统.该系统可方便组态应用于热力系统,解决复杂控制问题.文中提供了几种典型综合智能控制系统的结构框图,并给出了应用实例.     

基于PLC的定长切割飞锯智能控制系统研究

在充分研究在线定长切割系统实现技术的基础上,采用PLC控制技术与智能控制策略相结合,研制了一种基于PLC的定长切割控制系统,不但能克服气动飞锯定长精度低的不足,而且与现有微机控制飞锯机相比,具有可靠性高、抗干扰能力强、模块化结构设计、编程调试及扩充功能方便等特点。     

小型电力推进船舶推进控制系统

针对小型电力推进船舶推进控制系统简单、对复杂环境适应性差的问题,在借鉴传统内燃机动力推进船舶主机控制策略基础上,根据小型电力推进船舶的特点和推进控制功能要求,提出了更加完善的控制系统方案,并建立了系统仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制系统方案是可行的,提高了电力推进船舶的稳定性及安全性,使小型电力推进船舶更能够适应海上多变的环境.     

基于PLC的工业仓库照明智能控制系统设计

现代化的工业仓库照明系统在智能性、节约能源等方面的要求越来越高.本文介绍了一种基于PLC的工业仓库照明控制系统设计方案.系统选用西门子公司的S7300系列可编程控制器并扩展I/O模块,并配置照度模块和红外检测模块,设计了基于模糊专家规则照明智能控制算法.该系统采用模块化结构设计,控制系统结构简单,外部线路简化,便于改进和扩充,可以满足工业仓库智能照明控制的要求,以达到节能目的.     

液压挖掘机轨迹智能控制的研究

对挖掘机液压伺服机械手的轨迹提出了一种新的智能控制方法. 利用行程可测量油缸和先导伺服驱动方向阀构成的液压控制系统, 根据要求对动臂摆动机构系统的3个工作臂液压阀进行了有效控制,并给出了系统模型.