广义非能动核级笼式调节阀抗震研究

抗震性能是衡量核电设备安全可靠性的重要指标之一,广义非能动核级笼式调节阀作为堆腔注水系统实现其流量调节功能的重要设备,对堆芯熔毁时的熔融物堆内滞留有着重要作用,必须对其进行抗震研究。利用限元分析方法进行模态分析,确定了调节阀的固有频率大于33 Hz,因此采用等效静力法进行抗震分析。根据计算结果确定危险部位进行应力评定,结果满足ASME核电规范与标准的相关要求。最后进行抗震实验和震后功能检测实验,抗震实验结果总体与仿真结果相符,震后功能检测实验表明调节阀未遭到破坏,且仍可以按照预期实现其调节功能。仿真和实验的结果均表明广义非能动核级笼式调节阀可以维持在地震条件下的结构完整性和功能稳定性。

基于Takagi-Sugeno模糊模型的核反应堆功率积分控制系统

为了提高核反应堆运行的负荷跟随能力,提出了基于T-S模糊模型的积分控制系统。首先,在若干个工作点对非线性模型进行线性化,获得线性模型组;接着,使用成熟的状态反馈方法设计局部控制器;再应用并行分布补偿(parallel distributed compensation,PDC)方法,以在平衡工作点的相对中子密度作为前件变量,构造全局控制器。通过理论推演,获得了以线性矩阵不等式形式(linear matrix inequalities,LMI)表达的闭环控制系统的稳定性条件。求解线性矩阵不等式的结果表明,所设计的控制系统在大范围内是渐进稳定的。针对三种具有代表性的运行工况进行数值仿真,其结果显示,此核反应堆功率控制系统具有很好的负荷跟随能力。

一类非线性系统小偏差线性化的计算机求解

将时不变非线性动态系统的基于泰勒级数展开的小偏差线性化方法,归结为求取雅可比矩阵,再按状态向量、控制向量、输出向量的维数划分为4个部分,得到线性化状态空间模型的系数矩阵A、B、C、D,进而利用MATLAB的符号计算功能通过计算机求解系数矩阵的解析表达式.针对Bell-str m锅炉-汽轮发电机组模型的求解实例,表明了此方法的有效性.当非线性函数的复杂性增大,向量维数增多的情况下,此方法的优势将更加明显.

基于S7-200 PLC接口设备的虚拟仪器数据采集系统

由于LabVIEW数据采集系统成本较高,所以研究其可行的代替系统,并介绍利用虚拟仪器实现的数据采集、显示、记录的应用技术.研究以PLC为数据采集的硬件接口,LabVIEW为数据显示与记录的软件载体的数据采集系统.PLC接收模拟信号并将其转化为数字信号,LabVIEW负责虚拟仪器的软件实现,两者之间的通讯由OPC(object linking and embedding for process control)完成.PLC和labVIEW的配合应用可以很好地降低专用数据采集接口设备的费用,同时降低了模拟信号长距离传输中造成的信号失真.

核废物库吊车高精度自动定位的技术实现

阐述了田湾核电站核废物库21UKT吊车自动化改造工程中高精度自动定位的技术实现,包括控制系统的硬件配置和软件配置、控制逻辑、程序结构以及变频调速函数曲线,并给出了现场检测结果。

PLC接收模拟量输入信号的通用计算表达式

本文针对PLC接收模拟量输入信号量值转换的计算问题,推导出PLC模拟量输入模块的模拟值与传感器测量物理量之间关系的通用计算表达式,并就具体实例情况进行了演绎。笔者得出的通用计算表达式,对于使用PLC处理模拟量的量值转换计算,对教学具有指导意义。

一道流体静力学题的多种解法——压强传递法

在《工程流体力学》考试中,一道静力学题,学生们采用了20多种不同的解法求解。本文将试卷中出现的各种解法进行归纳,把其中思路较简单的4种典型解法——采用压强传递思想求解,整理出来,供教师和学生参考。

模糊鲁棒控制方法在核反应堆功率控制中的应用

为了对核反应堆功率进行实时控制,以适应电网负荷的变化需求,基于T-S模糊模型设计了核反应堆功率模糊鲁棒控制器。首先使用状态反馈设计了局部控制器,然后应用并行补偿方法设计全局控制器。线性矩阵不等式的求解证明所设计的控制器是稳定的。仿真结果表明,对于3种典型工况变化,所设计的控制器对反应堆的功率变化能进行很好的控制。

基于Flowmaster的舰船消防管路泄漏模拟研究

消防管路是舰船上重要的辅助系统,提供意外事故下的消防用水和船上设备的冷却用水.为了研究某舰船消防管路在发生泄漏时管路内水力特性,采用Flowmaster软件建立了某舰船的一维管路模型.研究发现,稳态仿真结果与实验参数基本吻合,说明搭建的管路模型是正确的.动态仿真结果表明,在管路发生泄漏时,水锤效应会使泄漏点力曲线发生波动;泄漏点破口增大会导致在管路发生泄漏时出现流量振荡和压力波动,在管路设计时应给管道承压留有足够裕度,防止管道因泄漏压力的波动引发主管道二次破裂;通过研究不同泄漏位置对管路的影响发现,靠近泵位置处的泄漏点,其最大泄漏流量会略大于其余泄漏点位置处,设计时应考虑在泵出口管道处添加防冲刷措施,避免管道发生意外破损.仿真结果可以为后续进行泄漏实验研究提供一定的指导作用.

基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化

应用三维建模软件Pro/ENGINEER对节流管式调节阀进行了实体建模,抽取阀门内部流道,采用前处理软件ICEM-CFD划分流道的计算网格.应用计算流体力学软件FLUENT对阀门流道进行三维数值模拟,得到节流管端面处的压力分布,并通过二次计算得出阀门电机功率.在此基础上,对阀门流道进行优化,通过对比分析不同流道对应的阀门电机功耗,得到了更为理想的节流管式调节阀结构尺寸.

模糊PID控制在核反应堆功率控制中的研究

应用核反应堆堆芯的中子动力学数学模型建立传递函数.采用模糊PID方法设计了反应堆功率控制器控制反应堆功率负荷跟踪变化.Simulink仿真表明所采用的模糊PID控制算法来控制反应堆功率的输出,比传统PID控制取得了较好的控制效果.

基于单组缓发中子模型的反应堆功率T-S模糊控制

基于T-S模糊模型,针对单组缓发中子点堆动力学方程,设计了T-S模糊控制器来实现对反应堆功率的控制.仿真结果表明,所设计的T-S模糊模型控制器能够较好的控制反应堆功率的输出,取得较好的控制效果.

基于GO法主给水泵组的可靠性分析

针对核电厂主给水泵组的运行现状,基于GO法分析核电站主给水泵系统可靠性。首先对整个系统进行故障分析,做出必要的假设与合理的简化并建立相应的GO模型。运用GO分析法对建立的模型进行可靠性分析,得出可靠性结果。最后对得到的可靠性指标与故障树法的计算结果进行评价比较。证明了GO法应用在主给水泵组的可靠性分析的有效性。

基于模糊状态观测器的核反应堆功率T-S模糊积分控制系统

为提高核反应堆运行的负荷跟随能力,设计了基于T-S模糊模型的包含模糊状态观测器的积分控制系统。该方法将非线性的点堆动力学方程在一些选定工况点进行线性化,采用并行分布补偿(PDC)方法,设计模糊积分控制器和模糊状态观测器,以相对于额定功率平衡状态的相对中子密度为前件变量,构造T-S模糊控制系统。引入模糊状态观测器,成功解决了部分状态变量不能测量的困难。使用线性矩阵不等式(LMI)方法进行稳定性分析,保证了此控制系统的大范围稳定性。仿真结果验证了这种控制系统能在大范围运行工况下工作良好。

板面温度不均匀条件下的空间辐射散热计算

辐射散热板的散热计算是空间核动力装置散热计算的重要部分,而其板面温度并不均匀,难以采用传统的角系数进行散热计算。本文通过对具有代表性换热特性的局部辐射散热板板面建模分析,应用蒙特卡罗方法进行板面温度不均匀条件下的空间辐射散热计算,即有效辐射计算与宇宙吸收辐射计算,并且给出板面温度不同方向上分布不均匀对结果的影响。

基于可视化方法的点堆动力学方程刚性分析

为了更清晰地表现方程的刚性,采用可视化方法对点堆动态方程进行仿真,研究和分析该方程的刚性性质.结果表明,在可视化条件下,能够较为直观地了解点堆动力学方程的刚性性质,有助于更加全面认识和掌握该方程.

基于模糊状态观测器的单元机组T-S模糊协调控制系统

针对多输入多输出非线性锅炉-汽机系统在负荷工作点大范围变动情况下的协调控制,设计了基于T-S模糊模型的包含模糊状态观测器的渐近跟踪控制系统。该方法将非线性系统在一些选定工况点进行线性化,采用并行分布补偿(PDC)方法,设计模糊渐近跟踪控制器和模糊状态观测器,以汽包压力为前件变量,构造T-S模糊控制系统。引入模糊状态观测器,成功地解决了部分状态变量不能测量的困难。使用线性矩阵不等式(LMI)方法进行了稳定性分析,保证了此控制系统的大范围稳定性。仿真结果验证了这种控制系统能够在大范围运行工况下工作良好。

多Agent倒立摆模糊控制系统

为了提高模糊控制系统的智能性,将Agent技术与模糊控制理论相结合,设计了一种基于多Agent的倒立摆模糊控制系统.根据多Agent系统(MAS)的设计原则,将倒立摆系统分解为3个Agent,通过建立3者之间的协商策略,使各Agent间相互协作,完成了单个Agent所无法完成的预定任务.对倒立摆控制系统的仿真验证了Agent技术与模糊控制理论结合的可行性和有效性.

单元机组的T-S模糊协调控制系统及其LMI分析

针对多输入多输出非线性锅炉-汽机系统在大范围运行工况下参数发生变化的情况,设计了基于渐近跟踪控制的T-S模糊控制系统。该方法把非线性系统在一些选定工况点进行线性化,针对每一个线性化模型设计了局部渐近跟踪控制器。在此基础上,以汽包压力为前件,局部渐近跟踪控制器为后件,构造T-S模糊控制系统。采用线性矩阵不等式(LMI)方法进行了稳定性分析,保证了此控制系统的人范围稳定性。仿真结果验证了这种控制系统能够在大范围运行工况下工作良好。

基于局部神经网络模型的过热汽温多模型预测控制的研究

针对锅炉过热汽温的特点,设计串级过热汽温控制系统。主调节器采用基于局部神经网络模型的多模型预测控制,即由主蒸汽流量确定的不同工作点,用神经网络建立局部动态模型,进而建立一组局部神经网络预测控制器,然后通过加权合成的方式获得最终的控制信号;副调节器采用基于多个简单比例控制器的加权合成比例控制。该控制方案融合了神经网络、多模型控制和预测控制的特点。仿真结果表明,在负荷大范围变化的工况下,控制系统仍保持了良好的控制性能,具有较强的鲁棒性。