[发明专利]一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率T-S模糊建模方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率T‑S模糊建模方法，包括以下步骤：步骤1、构建小型一体化压水堆的堆芯集总参数模型；步骤2、通过对步骤1中的堆芯集总参数模型进行模型变换，获得用于自抗扰控制器设计的2阶非线性模型；步骤3、构建与步骤2等价的功率T‑S模糊模型。本发明面向LADRC设计的，不以模型结构最简或模型拟合精度最高为建模目标，对于特定结构的非线性模型，通过采用适当的前提变量和模糊集隶属度函数，使所得T‑S模糊模型与原非线性模型具有等价的解析形式，既提高了模糊模型的精度，也降低了模糊模型结构选择和参数优化的难度。

技术领域

本发明属于核电技术领域，涉及一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率T-S模糊建模方法。

背景技术

压水堆是核电领域非常重要的部件，而小型一体化压水堆是当前非常流行的设计思路。然而，小型一体化压水堆由于采用一体化设计，这种整体化设计方式虽然缩减了建造成本，但是也带来了一些问题。第一，小型一体化压水堆的反应堆堆芯和蒸汽发生器之间不具备如压水堆那样的热管段和冷管段，不同设备的冷却剂之间存在强相互作用；第二，相对堆芯功率，压力容器的体积很大，冷却剂的存量也很大，主冷却剂的惯性大；第三，传统蒸汽发生器相比，它的水储量较小，蒸汽发生器对扰动非常敏感。因此，当功率变化或者有其他扰动时，这样的设计下的系统对扰动的响应较慢。

小型一体化压水堆被控对象是一个非线性时变系统，控制器设计所采用的模型一般存在较大的参数不确定性和未建模动态，系统存在多种扰动，多个状态不可测。除此之外，因小型一体化压水堆设备类型、设备布置等与大型压水堆差异较大，调节需求和动态特性上也有较大区别。普遍认为，小型一体化压水堆因一回路热惯性大，而蒸汽发生器储水量少对扰动敏感，加之核动力装备的高机动性要求，使小型一体化压水堆的控制更具挑战性，尚未得到很好的解决。

模型是设计控制器的基础，基于小型一体化压水堆高阶非线性模型设计控制器较为困难，且设计的控制器一般结构复杂，不便于工程应用。因此，需要一种低阶、适合线性控制器设计的模型，具有较高的理论意义和较大的工程应用价值。

发明目的

本发明的目的即在于应对现有技术中所存在的上述问题，提出了一种T-S模糊模型的构建方法，具体是一种低阶、适合线性控制器模型的构建方法。

发明内容

本发明提供了一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率T-S模糊建模方法，包括以下步骤：

步骤1、构建小型一体化压水堆的堆芯集总参数模型；

步骤2、通过对步骤1中的堆芯集总参数模型进行模型变换，获得用于自抗扰控制器设计的2阶非线性模型；

步骤3、构建与步骤2等价的功率T-S模糊模型。

优选地，步骤1进一步包括：

根据曼恩传热模型以及小型一体化压水堆功率模型构建所述堆芯集总参数模型，表示为如式(1)-(7)所示：