[发明专利]基于滑模变结构的核反应堆功率复合控制器设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电智能控制领域，尤其是涉及一种基于滑模变结构的核反应堆功率复合控制器设计方法。

背景技术

核电在当今世界的总发电量中所占的比重越来越大，这一发展趋势决定了核电机组必须能使反应堆输出功率与电网负荷需求相适应。而核反应堆功率动态过程是一个具有强非线性、多参数(反应堆运行功率、核燃料燃烧程度、控制棒的使用等)、强耦合、强干扰等特点的复杂时变系统。在负荷跟随条件下，当出现大的功率变动时，就必须特别考虑这些因素的影响。因此，为了保证安全、可靠和经济地实现核能的利用，就必须正确地调节核反应功率和冷却剂温度。经典控制器根据由汽轮机负荷决定的温度设定值控制反应堆堆芯的平均温度，该经典控制器具有实现简单的优点，是已经被验证较好的技术。然而经典控制器的调节性能，诸如闭环渐进稳定性等，受到了挑战。采用滑模变结构技术、模糊逻辑控制技术等智能控制技术，不仅会节约时间，也可以在很大程度上改善控制效果。

伍宇忠等人利用基于局部模型全维观测器的全状态反馈法，设计带有鲁棒性能的局部模型控制器作为非线性堆芯局部控制器，用于相应功率水平域内的功率控制。穆铁钢提出了必须保证轴向功率偏差在设计好的目标运行带之内变化的控制方案，并按照上述控制器采用专家PID控制器实现了反应堆功率分布与功率控制的协调，仿真结果表明该控制器是有效的。但是上述控制器建模复杂，且鲁棒性一般，耗时久，不利于紧急工况下使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不可测干扰的基于滑模变结构的核反应堆功率复合控制器设计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于滑模变结构的核反应堆功率复合控制器设计方法，包括以下步骤：

1)建立核反应堆功率标准模型；

2)设计状态反馈局部控制；

3)满足Lyapunov稳定性基础上，考虑滑模控制自身抖振问题，结合步骤1)和2)，获得自适应模糊滑模复合控制器。

所述步骤1)具体为：

11)根据等效单组缓发中子动力学模型获得核反应堆功率数学模型：

x·=Ax+Buy=Cx+Du]]>