[发明专利]基于SARSA的核动力系统蒸汽发生器水位控制方法

说明书

本发明涉及核动力系统控制技术领域，提供一种基于SARSA的核动力系统蒸汽发生器水位控制方法，包括：步骤1：设计用于核动力系统蒸汽发生器水位控制的SARSA控制器：选择水位的部分影响因素、部分控制量分别作为SARSA控制器的输入、输出，设定控制目标；步骤2：对SARSA控制器的输入、输出参数分别进行区间划分，并设计奖励规则；步骤3：训练SARSA控制器，更新Q表；步骤4：若训练结果未满足控制目标，则根据训练结果调整SARSA控制器的参数，转至步骤3；反之，保存Q表。本发明能够同时实现对蒸汽发生器水位的快速、准确、稳定控制，并实现蒸汽发生器水位控制器在变工况及系统特性衰退下具备自主学习能力。

技术领域

本发明涉及核动力系统控制技术领域，特别是涉及一种基于SARSA的核动力系统蒸汽发生器水位控制方法。

背景技术

核动力系统作为船舰动力来源，需要满足多种复杂工况下的稳定运行。蒸汽发生器作为一二回路的枢纽部件，其稳定运行是整个核动力系统处于正常运行状态的重要保障。而水位则是衡量蒸汽发生器系统运行状态和安全性的重要指标，必须保持在安全范围内。高水位将会导致二回路汽轮机叶片损坏，低水位将会导致完成热交换的U形管损坏或者反应堆散热出现故障。因此，需要设计强鲁棒性、高稳定性、响应快速的蒸汽发生器水位控制系统来保证蒸汽发生器的水位处于安全范围。

蒸汽发生器水位控制难题在于虚假水位、可控范围小、要求控制器响应迅速且准确、物理过程复杂、某一参数变化会引起其他参数的连锁变化等。现有的蒸汽发生器水位控制方法多采用PID控制、自抗扰控制等技术，这些技术都难以妥善解决上述问题，不能同时满足控制系统的快速、准确、稳定三个要素，且不具备在变工况和系统特性衰退下的自主适应性学习能力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于SARSA的核动力系统蒸汽发生器水位控制方法，能够同时实现对蒸汽发生器水位的快速、准确、稳定控制，并实现蒸汽发生器水位控制器在变工况及系统特性衰退下具备自主学习能力。

本发明的技术方案为：

一种基于SARSA的核动力系统蒸汽发生器水位控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：设计用于核动力系统蒸汽发生器水位控制的SARSA控制器：从核动力蒸汽发生器系统中选择水位的部分影响因素作为SARSA控制器的输入，从核动力蒸汽发生器系统中选择部分控制量作为SARSA控制器的输出，并设定控制目标；

步骤2：对所述SARSA控制器的输入参数也即状态参数、输出参数也即动作指令分别进行区间划分，并设计奖励规则；

步骤3：对SARSA控制器进行训练，更新SARSA控制器内部的Q表；

步骤4：判断SARSA控制器的训练结果是否满足控制目标，若未满足，则根据训练结果调整SARSA控制器的参数，转至步骤3；反之，保存Q表。

进一步的，所述步骤1包括下述步骤：

步骤1.1：确定SARSA控制器的输入包括主给水阀门上一时刻开度、水位偏差、水位偏差导数、流量失匹、流量失匹导数这五个状态参数；其中，水位偏差为实际水位与目标水位间的偏差，流量失匹为蒸汽发生器的给水流量与蒸汽流量间的偏差；

步骤1.2：确定SARSA控制器的输出为主给水阀门开度；

步骤1.3：设定控制目标为水位偏差与水位偏差导数的乘积E的绝对值≤预设的乘积阈值。

进一步的，所述步骤2包括下述步骤：