基于动态水印的核电厂蒸汽发生器液位控制系统重放攻击检测方法研究

针对核电厂SG液位控制系统常规分散控制系统(DCS)防范重放攻击能力较弱且不具备有效检测能力的问题,使用动态水印的主动检测方法检测重放攻击,即通过向执行器中注入水印信号并在状态估计器中检测水印信息,从而验证传感器信号的真实性。根据控制系统的结构特性设计了基于动态水印技术的主动检测方案,从而实现对重放攻击的实时检测。结果表明:该检测方案在理论上以及数值仿真中均能检测到重放攻击。

核电厂蒸汽发生器液位控制系统模拟与优化控制平台设计

核电厂蒸汽发生器(Steam Generator,SG)液位控制性能优化既需要高效的优化方法,也需要借助高效的软件平台进行实现。针对SG液位控制性能优化软件欠缺的问题,本文基于MATLAB设计了一个核电厂蒸汽发生器液位控制系统模拟与优化控制平台。该平台融合了核电厂SG液位控制系统Simulink模型与性能优化方法,提高了工程师的工作效率。同时,该平台采用3Ds Max与MATLAB App Designer进行联合仿真,实现了3D液位显示功能,提升了数据的可视化程度。

秦山第二核电厂蒸汽发生器液位控制系统PID参数整定

基于核电厂SimPort仿真平台构建了秦山第二核电厂1号机组蒸汽发生器液位控制系统仿真模型,在该仿真模型上进行了各种工况下的瞬态仿真实验和研究,获得了液位控制系统PID参数的整定值,其中液位控制器的KP=4.25,TI=425s,TD=10s;流量控制器的KP=1.0,TI=13s。这些参数整定值与实际值基本一致,可供工程技术人员参考。

蒸汽发生器液位控制系统分区控制策略研究

核电厂在降功率运行过程中会经历复杂的工况,这一过程会出现蒸汽发生器液位和给水流量的不稳定。本文通过对蒸汽发生器液位控制系统进行仿真分析,研究主要PID控制器的运行特性。在此基础上,提出分区控制策略,通过在不同功率水平下引入不同的整定参数,研究该策略的合理性和可行性。

蒸汽发生器液位控制系统分区控制策略研究

核电厂在降功率运行过程中会经历复杂的工况,这一过程会出现蒸汽发生器液位和给水流量的不稳定。本文通过对蒸汽发生器液位控制系统进行仿真分析,研究主要PID控制器的运行特性。在此基础上,提出分区控制策略,通过在不同功率水平下引入不同的整定参数,研究该策略的合理性和可行性。

CPR1000/EPR/AP1000蒸汽发生器液位控制系统对比分析

分别介绍了CPR1000/EPR/AP1000压水堆核电厂蒸汽发生器液位控制系统,并进行对比分析。分析结果表明,CPR1000/EPR/AP1000的蒸汽发生器液位控制系统主要部分基本相同,但在工艺配置、低负荷下的控制以及高、低负荷控制的切换存在一定的差异。

变论域自适应模糊非线性控制在蒸汽发生器液位控制中的应用

针对蒸汽发生器液位控制系统在压水堆核电站中维护电厂安全和高效运行的重要地位,而蒸汽发生器液位被控对象在不同负荷段及变动工况下呈现出的非线性特性,提出一种具有变论域自适应功能的模糊控制算法,在一般模糊控制算法基础上,通过非线性系统模型构造Lyapunov函数,基于理想控制律求解最优自适应伸缩因子,并利用Lyapunov定理证明了该控制系统的稳定性.仿真结果表明,相较于传统比例-积分(PI)控制与模糊PI控制,具有变论域自适应功能的模糊控制能够更好地对不同工况段和变工况下蒸汽发生器的液位进行有效控制,解决了控制器超限的问题,且系统具有更好的鲁棒性.

核电站蒸汽发生器维修机器人控制系统设计

针对一种用于核电站蒸汽发生器水室内辅助检修任务的6自由度作业机械臂,对其控制系统和运动轨迹规划进行设计研究.分析作业机械臂的工作环境和检修任务需求,设计了机器人的控制系统;对作业机械臂进行关节空间轨迹规划和笛卡尔坐标系轨迹规划,实现作业机械臂的点对点运动和连续路径运动,并利用深度相机和霍夫变换圆检测原理实现作业机械臂末端对管板圆孔的定位;对作业机械臂进行了轨迹规划运动实验和圆孔定位实验,结果表明,作业机械臂能够实现直线、圆弧轨迹运动和管板圆孔识别定位,满足蒸汽发生器的全方位检修要求.

核电站蒸汽发生器二次侧异物处理机器人控制系统设计与实现

为了维护核电站蒸汽发生器的正常运行,降低因蒸汽发生器二次侧事故导致的非计划停堆发生率,本文设计了一套蒸汽发生器二次侧环廊异物处理机器人系统,详细阐述了该机器人控制系统的架构和软硬件设计过程,实验结果表明,该机器人能够清晰观察蒸汽发生器二次侧环廊异物,并对其进行夹取和运输。

蒸汽发生器三冲量控制系统优化分析

本论文总结了对蒸汽发生器三冲量控制系统的优化问题进行了研究。通过对蒸汽发生器的工作原理和三冲量控制系统的结构和功能进行概述,分析了系统中存在的常见问题和特殊挑战。基于优化需求的理论基础,设计出了优化方案,并进行了实验验证。实验证明,优化方案对系统的性能和稳定性有明显改善。本论文还讨论了优化方案的应用案例、普适性和适应性分析,以及未来的研究方向。这些研究为蒸汽发生器三冲量控制系统的优化提供了理论和实践指导。

蒸汽发生器液位控制系统手自动切换的前馈补偿研究

当前蒸汽发生器(SG)液位控制系统手自动切换信号复制回路的设计中,液位控制器运算基准为切换时的汽水失配信号,主给水流量调节阀由手动模式切到自动模式后导致SG液位控制系统失去快速调节给水流量的前馈作用。针对该问题,结合阳江核电厂4号机组SG液位高高跳堆事件,提出了针对手自动切换操作方式和系统设计的2种优化方案。针对操作方式的优化,在主给水流量调节阀投自动前,手动平衡汽水流量;针对系统设计的优化,增加汽水失配判断环节和前馈自动补偿环节。通过SG液位扰动试验证明,所提出的优化方案能有效提高手自动切换后控制系统的调节速度、减小超调量,对核电机组安全运行水平提升有重要贡献。

岭澳核电站蒸汽发生器水位控制系统改进方案仿真研究

利用核电厂瞬态分析和控制系统优化设计程序CATIA2,依据各典型瞬态试验验收的不同准则,通过核电厂典型瞬态下的数值仿真试验,为岭澳核电站解决主给水流量系统管路及调节阀振动问题拟采用的蒸汽发生器给水控制系统改进方案进行了仿真验证。结果表明:该改进方案可行,并且对反应堆控制系统所带来的影响是可接受的。

基于STAMP模型的核动力蒸汽发生器水位控制系统安全性分析

核电厂蒸汽发生器(SG)水位控制系统的安全可靠运行是保证核电厂安全性和经济性的关键因素,其控制对象具有高度复杂、非线性的特点。由于复杂系统的安全性是特定环境下由系统相关要素交互作用所产生的一种涌现特性,运用系统理论,以STAMP模型为基础对SG水位控制系统进行安全性分析,以利于在设计早期阶段发现影响该系统安全运行的潜在风险因素,预防危险事故。该方法将系统理论用于核电厂关键系统和设备安全性分析,为核电厂安全运行提供了新的技术手段支持。

岭澳核电站二期蒸汽发生器水位控制系统相关传递函数的辨识方法

对岭澳核电站二期蒸汽发生器水位控制系统设计过程中未知的被控对象和物理过程传递函数进行辨识研究,给出辨识方法。根据设备特性曲线,利用瞬态分析程序(CATIA2)计算得到瞬态结果。对所得的结果进行分析和数据提取,得到辨识基本数据,然后采用MATLAB程序建立参数估计所需模型,进行参数辨识,最终得到相关传递函数,得到的传递函数满足控制系统总体设计和性能验证的需求。

核电站蒸汽发生器数字化仪表与控制对象实时仿真系统技术研究

采用U型管蒸汽发生器动态特性分析数学模型,研制开发了核电站蒸汽发生器实时仿真系统。该系统与控制系统形成能够相互作用的闭环系统,用于为核电站数字化仪表与控制(I&C)开发提供仿真对象及进一步控制方案研究。运用该系统对蒸汽发生器变工况进行了计算,所得结果与核电站仿真机的计算结果符合较好,为核电站仪表与控制(I&C)系统数字化开发提供了理论依据。

直流蒸汽发生器给水控制半实物仿真系统

采用直流蒸汽发生器的核动力装置是一个多变量耦合的复杂被控对象,为了对其给水控制系统进行研究,设计了一个直流蒸汽发生器给水控制半实物闭环仿真系统。该系统由实时仿真系统、给水控制系统物理设备和仿真过程管理系统组成。给水控制系统物理设备采集实时仿真系统提供的参数信号,并输出控制信号至电动执行机构。半实物闭环控制仿真试验表明,该仿真系统具有较好负荷跟踪能力,可为实际直流蒸汽发生器控制系统的设计及运行提供技术指导。

基于ANFIS的蒸汽发生器水位实时控制系统的设计

从蒸汽发生器的水位特性出发 ,对其水位高度控制原理进行了深入细致的研究。鉴于控制对象的模糊性、不确定性和非线性 ,采用自适应神经元模糊推理 (Adaptive neuron fuzzy inference system,ANFIS)技术 ,建立了模糊控制规则库 ,实现了对蒸汽发生器水位的智能控制。本文详细阐述了 ANFIS技术的结构、控制方式和系统的主要功能 ,完成了软、硬件的综合设计 ,并进行了仿真研究。控制系统的硬件采用了 DSP芯片 ,以保证系统的实时性 ;软件采用了模糊 -神经网络算法 ,以克服系统模型的不确定性。仿真结果表明 ,该控制系统工作稳定可靠 。

基于大-小给水调节阀切换的直流蒸汽发生器过热度控制

为了满足舰船机动性和直流蒸汽发生器结构特点对给水调节精度的高要求,船用动力装置采用了大-小给水调节阀并联配置的方式。基于大-小给水调节阀的配置和蒸汽过热度模型,本文给出蒸汽过热度的控制系统架构,提出了分程切换控制、开度分解切换控制2种策略。最后采用工程算例对本文提出的控制方法进行了有效性验证,仿真结果表明分程控制方法满足船用动力装置要求。

基于概率模型检测器的核电厂蒸汽发生器水位控制系统可靠性分析

蒸汽发生器水位控制系统是核电厂数字化仪控系统最重要的子系统之一,其平稳运行对于核电厂运行安全至关重要。该控制系统包含的部件较多,部件一般可短时间修复,且处理器、电源具有热备,电动主给水泵具有冷备。因此,其可靠性模型要考虑多个设备的修复,热/冷备,备用互投等复杂的相关性或时序。对其进行可靠性分析需要使用详细的动态模型,以及支持大型模型构建的可靠性建模工具。针对上述需求,采用概率模型检测器PRISM对蒸汽发生器水位控制系统进行可靠性定量分析。建立了核电厂蒸汽发生器水位控制系统的马尔可夫模型,并计算了系统的不可用率,分析了对系统不可用率贡献高的故障部件。提出并对比了两种系统可靠性设计方案。

核电站蒸汽发生器冲洗装置控制系统的开发

随着核电站运行和管理水平的提高,蒸汽发生器(SG)二次侧维护越来越受到重视。笔者开发的SG冲洗装置的主要部份是以PLC控制器和交流伺服电机核心组成的高精度运动控制系统。人-机操作界面采用现场操作站和遥控触摸屏相结合的方式,减少操作人员整体辐射水平。同时,该系统还具有事故工况下急停、泥渣收集和运行状态视频监视等功能。最后,提出了利用人工神经网络模型补偿冲洗手臂挠曲和系统运动控制中静摩擦力等造成的非线性影响,进一步提高系统控制精度。系统运行稳定、操作简单。