《熱力容器液位系統的非線性魯棒無擾切換控制研究》是依託華南理工大學，由吳婕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：熱力容器液位系統的非線性魯棒無擾切換控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳婕
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
熱力容器系統如核電站除氧器液位系統等為被控特性複雜多變的對象，不僅表現出有擾、參數不確定、多變數、大時滯等特性，且其動態特性和參數隨工況變化而大幅度變動，具較強非線性、不確定和時滯特性。因此，對複雜熱力容器系統而言，不可能用單一固定的線性模型來描述，更不可能用固定線性控制器來保證其在大工況範圍內的控制品質。..本項目通過新的熱力容器液位對象非線性模型重構，針對其不確定性及時滯性，設計非線性魯棒無擾切換液位控制結構。基於熱力容器液位不確定參數模型，圍繞無擾切換系統穩定性分析，考慮非線性模型替換重構、不確定性函式矩陣條件滿足、魯棒性能指標參數選取、無擾軟切換原則及具 有界無擾補償器設計等關鍵問題，展開對適用於熱力容器液位魯棒無擾切換控制新理論和新算法的研究，並對閉環系統穩定性進行分析。研究成果將為提高核電站除氧器液位控制設計運行的準確性和穩定性，提供一定理論和實踐依據。
結題摘要
本項目通過多區非平衡態機理建模及RELAP5數值建模，搭建發電站複雜熱力容器的液位對象模型並進行驗證，首次利用支持向量回歸模型及決策樹分析挖掘某核電站正常運行和小破口事故運行的RELAP5數據結果並進行學習，提出適合於控制的數據驅動對象模型。同時針對液位對象系統在全工況範圍及噪聲影響下的不確定性，設計以下控制系統並分別進行仿真試驗：（1）設計狀態反饋H∞魯棒核電站除氧器、蒸汽發生器液位控制系統，仿真試驗結果表明，當對象模型在一定範圍內偏離設計工況及外部擾動時，設計的控制系統可有效抑制內擾及外擾，具有較強魯棒性能；（2）設計基於極點配置的H∞魯棒核電站除氧器、蒸汽發生器液位控制系統，仿真試驗結果表明，開環對象內不穩定性極點的非最小相位現象在所設計控制系統下得到較好抑制，系統穩定性得到改善並具有較強魯棒性；（3）設計H∞魯棒跟蹤核電站除氧器、蒸汽發生器液位控制系統，仿真試驗表明所設計的控制系統可通過擴增模型維數提高系統跟蹤性能；（4）設計基於遺傳算法的滑模控制核電站除氧器、蒸汽發生器液位輸出反饋控制系統，採用改進遺傳算法最佳化全局動態滑模控制系統參數，有效抑制滑模控制抖振並提高系統穩定性；（5）設計核電站除氧器、蒸汽發生器液位狀態空間遺傳算法最佳化預測控制系統，仿真實驗表明所設計的狀態空間模型液位預測控制系統在工況大範圍變化下具有良好控制性能。 本研究對提高熱力容器液位控制系統在全工況範圍變動下的穩定性、準確性、快速性，以及電站高效發電節能技術提供理論依據和技術支持。
