小型反應(yīng)堆故障診斷與容錯(cuò)控制方法研究.pdf

1、本文主要工作是反應(yīng)堆的故障診斷和容錯(cuò)控制技術(shù)研究，依據(jù)所建立的反應(yīng)堆數(shù)學(xué)模型并利用所研究的故障診斷和容錯(cuò)控制方法在Visual C++和Matlib開發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行了仿真研究。 小型核動(dòng)力裝置，由于投資低，結(jié)構(gòu)尺寸小，預(yù)制程度高，有系列生產(chǎn)的潛力，是核動(dòng)力裝置發(fā)展的主要方向之一。故障診斷和容錯(cuò)控制主要針對(duì)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行軟件和硬件的冗余設(shè)計(jì)，以減少對(duì)單個(gè)部件運(yùn)動(dòng)情況的依靠性，在某個(gè)傳感器和某個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障的情況下，系統(tǒng)仍能

2、工作。能提高控制與保護(hù)系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行。 本文的研究內(nèi)容分為四個(gè)部分，第一部分，將一體化壓水堆堆芯的一系列微分方程描述的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間的形式，即對(duì)非線性模型進(jìn)行線性化。數(shù)學(xué)模型主要包括考慮六組緩發(fā)中子的中子動(dòng)力學(xué)模型以及反應(yīng)堆熱工水力模型。對(duì)比分析了轉(zhuǎn)化后的數(shù)學(xué)模型與非線性微分方程的仿真結(jié)果，得出了相一致的結(jié)論。與此同時(shí)，在這部分的最后還詳細(xì)討論了描述故障系統(tǒng)的模型的表示方法。 第二部分，研究了基于魯棒特征結(jié)

3、構(gòu)配置的反應(yīng)堆被動(dòng)容錯(cuò)控制方法，從仿真結(jié)果可以看到，雖然冷卻劑平均溫度變化在一個(gè)穩(wěn)定值上，但是曲線的超調(diào)量比較大，這是由于這種控制方法沒有使用故障診斷技術(shù)，從而其控制效果有限。 在論文的第三部分，引入了基于數(shù)學(xué)模型的故障兩級(jí)診斷方法，包括基于卡爾曼濾波器的故障檢測(cè)和故障定位，從仿真結(jié)果看，對(duì)于發(fā)生了故障的系統(tǒng)利用所研究的故障兩級(jí)診斷方法能夠檢測(cè)到故障發(fā)生的時(shí)刻以及故障發(fā)生的位置。 第四部分，在故障診斷的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了采用狀