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基于NSGA-Ⅱ的蒸汽发生器液位控制系统离线参数优化
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作者 孙哲俊 魏新宇 +4 位作者 张楠 李鸣谦 张瑞萍 王于龙 孙培伟 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期141-147,共7页
蒸汽发生器是核电厂的重要设备,目前蒸汽发生器液位主要采用固定比例-积分-微分(PID)的控制方式,因此需要对PID参数进行整定。传统的参数整定方法需要结合精确的数学模型,当无法获得准确模型信息时,整定效果较差。因此本文提出一种蒸汽... 蒸汽发生器是核电厂的重要设备,目前蒸汽发生器液位主要采用固定比例-积分-微分(PID)的控制方式,因此需要对PID参数进行整定。传统的参数整定方法需要结合精确的数学模型,当无法获得准确模型信息时,整定效果较差。因此本文提出一种蒸汽发生器液位控制系统PID参数整定方法,该方法通过提取历史数据进行离线整定。首先利用反向传播(BP)神经网络结合历史数据对蒸汽发生器液位控制系统进行模型辨识,之后在建立的BP神经网络模型上对PID参数进行离线寻优。参数整定方法采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),以控制系统动态性能指标为目标函数,调整PID参数,从而提高控制效果。将所提出的算法通过在MATLAB/Simulink中进行仿真验证,结果表明,经过离线参数优化后的蒸汽发生器液位控制系统在不同的工况中的超调量、调节时间上均优于原液位控制系统,具有更好的控制效果。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 系统辨识 NSGA-Ⅱ PID参数整定
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铅铋快堆一回路冷却剂温度稳态运行方案控制特性研究
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作者 吴世发 解景尧 +1 位作者 万甲双 王鹏飞 《核技术》 北大核心 2025年第10期140-153,共14页
根据铅铋快堆系统的特性提出适用的稳态运行方案是对其进行控制系统设计的前提。根据一二回路能量平衡公式,铅铋快堆可采用不同的稳态运行方案。因此,有必要研究不同稳态运行方案下,系统的控制响应特性。本文根据铅铋快堆系统特性,二回... 根据铅铋快堆系统的特性提出适用的稳态运行方案是对其进行控制系统设计的前提。根据一二回路能量平衡公式,铅铋快堆可采用不同的稳态运行方案。因此,有必要研究不同稳态运行方案下,系统的控制响应特性。本文根据铅铋快堆系统特性,二回路采用蒸汽压力恒定方案,研究一回路冷却剂平均温度恒定、堆芯出口冷却剂温度程序运行以及堆芯入口冷却剂温度恒定三种稳态运行方案下系统的控制响应特性。基于所开发的小型铅铋快堆核蒸汽供应系统仿真模型,进行了典型工况仿真分析。结果表明,三种方案都能满足运行控制的稳定性要求并具有一定的控制性能,各关键参数均满足安全限值的要求;堆芯入口冷却剂温度恒定的控制方案在相对核功率的控制方面性能更优,堆芯出口冷却剂温度程序控制的方案在冷却剂温度的响应上有更好的表现,冷却剂平均温度恒定方案的控制性能介于两者之间。 展开更多
关键词 铅铋快堆 NSSS系统 动态特性 控制 稳态运行方案
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基于可变论域策略的核反应堆功率模糊控制研究
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作者 孙贺涛 栾秀春 《核动力工程》 北大核心 2025年第S2期50-56,共7页
核反应堆功率控制系统主要负责控制反应堆的启停、功率调节和事故情况下的安全运行,是核电厂安全运行最重要的系统之一。为解决传统分数阶比例积分微分(FOPID)控制器在面对棒速限制和堆芯扰动时存在控制效果下降的问题,本文基于分数阶... 核反应堆功率控制系统主要负责控制反应堆的启停、功率调节和事故情况下的安全运行,是核电厂安全运行最重要的系统之一。为解决传统分数阶比例积分微分(FOPID)控制器在面对棒速限制和堆芯扰动时存在控制效果下降的问题,本文基于分数阶点堆中子动力学方程及热工水力效应建立了分数阶反应堆堆芯模型,设计了双层模糊逻辑控制体实现内层模糊论域的自适应调节,建立了变论域模糊FOPID控制器并在多瞬态条件下评估了控制的性能。仿真结果表明:在低棒速限制条件下,常规的FOPID控制器的控制能力大幅下降,基于双层模糊策略的变论域模糊FOPID控制器可以通过调节内层模糊论域范围保持出色的调节性能,具有更短的调节时间,更小的调节误差和更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 核反应堆功率控制 模糊控制方法 变论域策略 分数阶反应堆模型
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基于反步法的压水堆功率控制
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作者 吴会新 朱加良 王海麟 《核动力工程》 北大核心 2025年第6期208-213,共6页
随着我国核电以及新能源产业的发展,核电厂会面临参与电网调峰的问题,这对压水堆负荷跟踪能力和响应速度提出了很高的要求。本文首先根据李雅普诺夫稳定性理论,利用反步法逐步推导虚拟控制量和自适应控制律,完成了堆芯功率控制器的初步... 随着我国核电以及新能源产业的发展,核电厂会面临参与电网调峰的问题,这对压水堆负荷跟踪能力和响应速度提出了很高的要求。本文首先根据李雅普诺夫稳定性理论,利用反步法逐步推导虚拟控制量和自适应控制律,完成了堆芯功率控制器的初步设计;其次,根据控制过程中核功率与其设定值的偏差以及控制棒移动距离构造时间乘绝对误差积分(ITAE)指标,利用遗传算法对控制器中超参数进行了优化。基于所建立的堆芯功率控制系统开展了目标压水堆典型瞬态工况仿真研究,结果表明,所设计的压水堆功率控制器具有良好的控制性能。 展开更多
关键词 压水堆 堆芯功率控制 反步法 遗传算法 李雅普诺夫稳定性
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基于分数阶点堆模型的反应堆功率变论域模糊FOPID控制
5
作者 孙贺涛 刘磊 +2 位作者 冯章俊 张玉衡 栾秀春 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2369-2376,共8页
过去大部分自适应模糊FOPID控制器设计过程采用固定论域策略,在系统行为预测及反应堆功率精细化调节方面存在短板,本研究基于分数阶点堆方程及热工水力效应建立了分数阶堆芯模型,开展了模型动力学验证工作,设计了变论域模糊FOPID控制器... 过去大部分自适应模糊FOPID控制器设计过程采用固定论域策略,在系统行为预测及反应堆功率精细化调节方面存在短板,本研究基于分数阶点堆方程及热工水力效应建立了分数阶堆芯模型,开展了模型动力学验证工作,设计了变论域模糊FOPID控制器并进行了多瞬态条件下的仿真研究。仿真结果表明:相较于传统定论域的自适应模糊FOPID控制器,所设计的变论域模糊FOPID控制器调节时间更短、调节误差和超调量更小,鲁棒性更强,能够更好地应对堆芯功率阶跃变化、反应堆内外部扰动工况及功率线性调节的任务。 展开更多
关键词 反应堆功率控制 分数阶点堆模型 变论域模糊控制 FOPID控制器
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农田无线传感器网络的节点部署仿真与实现 被引量:27
6
作者 孙玉文 沈明霞 +2 位作者 周良 熊迎军 林相泽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期211-215,共5页
应用无线传感器网络进行农田信息采集时,针对农田面积大、传感器节点众多的特点,如何有效地部署节点成为研究的热点之一。利用NS2软件从丢包率、平均延时、剩余能量和接收信号强度等网络性能角度对随机部署、正六边形部署及正四边形部... 应用无线传感器网络进行农田信息采集时,针对农田面积大、传感器节点众多的特点,如何有效地部署节点成为研究的热点之一。利用NS2软件从丢包率、平均延时、剩余能量和接收信号强度等网络性能角度对随机部署、正六边形部署及正四边形部署方式进行了仿真比较,最终确定正六边形部署方案,并在农田中进行实地试验。结果表明系统能够实现无缝覆盖,稳定可靠的采集农田信息,为无线传感器网络在农田环境中的进一步应用提供了参考。 展开更多
关键词 无线传感器网络(WSN) 环境监测 传感器 NS2软件 节点部署
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基于嵌入式ZigBee技术的农田信息服务系统设计 被引量:26
7
作者 孙玉文 沈明霞 +2 位作者 张祥甫 熊迎军 周良 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期148-151,共4页
针对目前农田信息采集装置功耗大、成本高、定点和移动采集不能同时进行的问题,设计了一套基于嵌入式ZigBee技术的农田信息服务系统。ZigBee无线传感器模块实现农田信息的无线采集;基于ARM9和DSP的嵌入式移动终端使田间生产者随时了解... 针对目前农田信息采集装置功耗大、成本高、定点和移动采集不能同时进行的问题,设计了一套基于嵌入式ZigBee技术的农田信息服务系统。ZigBee无线传感器模块实现农田信息的无线采集;基于ARM9和DSP的嵌入式移动终端使田间生产者随时了解农田信息;WebGIS农田信息管理系统能同时获得各种农田信息,帮助管理者与决策者作出农田决策。最后通过实验对系统进行了验证。 展开更多
关键词 农田信息 服务系统 嵌入式系统 ZIGBEE 设计
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无线传感器网络在农业中的应用研究现状与展望 被引量:26
8
作者 孙玉文 沈明霞 +3 位作者 陆明洲 林相泽 熊迎军 刘龙申 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期639-644,共6页
无线传感器网络结合了传感器、微处理器和无线通信接口,是一门日益引起人们研究兴趣的技术。作者结合农业的实际特点,综述了无线传感器网络在农业中的研究现状及涉及的关键技术,最后分析了无限传感器网络在农业中的应用前景,为无线传感... 无线传感器网络结合了传感器、微处理器和无线通信接口,是一门日益引起人们研究兴趣的技术。作者结合农业的实际特点,综述了无线传感器网络在农业中的研究现状及涉及的关键技术,最后分析了无限传感器网络在农业中的应用前景,为无线传感器网络在农业中的深入应用拓宽思路。 展开更多
关键词 无线传感器网络 农业 研究现状 关键技术
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压电陶瓷执行器迟滞补偿及复合控制 被引量:18
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作者 于志亮 王岩 +1 位作者 曹开锐 陈昊 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2113-2120,共8页
快速倾斜镜是星间激光通信终端精瞄系统的核心部件,其驱动装置为压电陶瓷执行器,而压电陶瓷具有迟滞特性,其严重影响了快速倾斜镜的定位精度,进而对星间通信链路的稳定性造成不利影响。为解决这一问题,本文设计了一种改进Prandtl-Ishlin... 快速倾斜镜是星间激光通信终端精瞄系统的核心部件,其驱动装置为压电陶瓷执行器,而压电陶瓷具有迟滞特性,其严重影响了快速倾斜镜的定位精度,进而对星间通信链路的稳定性造成不利影响。为解决这一问题,本文设计了一种改进Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型对压电陶瓷执行器进行建模。在此基础上,提出了压电陶瓷执行器前馈线性化方法,以对迟滞特性进行前馈逆补偿。接着,提出了一种结合改进的P-I模型与增量式PID算法的复合控制算法,并在DSP中实现了该复合控制算法。最后,在试验平台上对该算法进行了验证。结果显示:当分别对系统输入10Hz和100Hz减幅正弦、等幅正弦曲线时,模型误差在0.59%以内,在输入同频100Hz以下的减幅正弦曲线时,传统PID算法的最大误差为59.31μrad,而该复合算法的最大误差为14.22μrad。实验数据表明,本文复合控制方法的动态跟踪性能明显优于传统PID方法,改进Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型可以精确描述压电陶瓷的迟滞特性。本文设计的复合控制方法满足实际应用对快速倾斜镜的要求。 展开更多
关键词 快速倾斜镜 激光通信 精瞄系统 压电陶瓷执行器 迟滞特性 改进PI迟滞模型 复合控制
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核电厂1E级电气设备鉴定试验研究 被引量:16
10
作者 王广金 刘燕 +2 位作者 刘江燕 郑兰疆 周天 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期131-134,共4页
以相关标准及技术资料为基础,介绍了核电厂1E级电气设备鉴定的方法和原则。对核电厂设备鉴定的方法和试验程序以及国内试验条件进行了深入分析。研究表明,现阶段我国1E级电气设备应以型式试验法为主。文章还给出了鉴定试验流程、需提供... 以相关标准及技术资料为基础,介绍了核电厂1E级电气设备鉴定的方法和原则。对核电厂设备鉴定的方法和试验程序以及国内试验条件进行了深入分析。研究表明,现阶段我国1E级电气设备应以型式试验法为主。文章还给出了鉴定试验流程、需提供的文件、试验项目及相关验收准则。 展开更多
关键词 核电厂 1E级电气设备 鉴定试验
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由“震网”病毒事件浅议核电站信息安全现状及监管 被引量:21
11
作者 胡江 孙国臣 +1 位作者 张加军 侯秦脉 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2015年第1期181-185,192,共6页
随着核电站控制系统的数字化与网络化程度的不断提高,核电站信息安全所面临的威胁越来越值得高度重视。本文借助"震网"病毒的例子首先介绍目前工业控制系统所面临的风险,然后引申到核电站信息安全可能存在的问题,并介绍美国NR... 随着核电站控制系统的数字化与网络化程度的不断提高,核电站信息安全所面临的威胁越来越值得高度重视。本文借助"震网"病毒的例子首先介绍目前工业控制系统所面临的风险,然后引申到核电站信息安全可能存在的问题,并介绍美国NRC在应对核电站信息安全威胁时采取的措施和提出的一些针对性的管理导则,最后根据我国核电站的特点对核电站信息安全监管提出建议。 展开更多
关键词 震网 核电站 数字化控制系统 信息安全 核安全监管
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基于遗传算法的蒸发器水位PID控制研究 被引量:12
12
作者 李凤宇 张大发 +2 位作者 王少明 崔长领 刘颖 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B09期137-141,共5页
由于缩胀效应的存在,反应堆蒸汽发生器是一个非最小相位系统。在分析蒸汽发生器运行机理的基础上,根据压水堆蒸汽发生器的简化数学模型,设计了1种整定PID控制器的遗传算法。利用Simulink仿真的结果表明,水位控制效果良好。
关键词 遗传算法 蒸汽发生器 水位控制
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模糊控制在熔盐系统温度控制中的应用 被引量:10
13
作者 阮见 邹杨 +3 位作者 朱海华 张洁 李明海 徐洪杰 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期106-111,共6页
依托硝酸盐熔盐实验装置,基于半实物仿真方法,优化熔盐回路原有的比例、积分、微分(PID)控制,研究模糊控制方法在熔盐回路系统的适用性。结果表明:经过控制逻辑的优化,改进的PID控制器调节时间更短,超调更小,达到目标值后运行更加稳定;... 依托硝酸盐熔盐实验装置,基于半实物仿真方法,优化熔盐回路原有的比例、积分、微分(PID)控制,研究模糊控制方法在熔盐回路系统的适用性。结果表明:经过控制逻辑的优化,改进的PID控制器调节时间更短,超调更小,达到目标值后运行更加稳定;模糊控制方法也能满足预定的控制指标和性能要求,可作为大惯性熔盐系统温度控制的一种方法。 展开更多
关键词 熔盐回路 PID控制 模糊控制 半实物仿真
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研究堆Mamdani型模糊控制器设计优化方法 被引量:9
14
作者 贾玉文 段晓 +3 位作者 张厚明 段天英 徐启国 毛欢 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1091-1097,共7页
Mamdani型模糊控制器的设计优化尚无系统、成熟的方法。本文针对应用于研究堆功率调节系统的Mamdani型模糊控制器,提出了两种设计优化方法,即非均匀分布输出隶属函数法和细化且非均匀分布隶属函数法,并在MATLAB/Simulink平台下分析了优... Mamdani型模糊控制器的设计优化尚无系统、成熟的方法。本文针对应用于研究堆功率调节系统的Mamdani型模糊控制器,提出了两种设计优化方法,即非均匀分布输出隶属函数法和细化且非均匀分布隶属函数法,并在MATLAB/Simulink平台下分析了优化后模糊控制器的控制特性。结果表明:优化后模糊控制器的控制性能得到改善,且性能优于经典PID控制器。本文提出的两种设计优化方法是行之有效的Mamdani型模糊控制器优化方法。 展开更多
关键词 Mamdani型模糊控制器 研究堆功率调节系统 仿真 MATLAB SIMULINK
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模型预测控制在压水堆堆芯功率控制中的应用 被引量:10
15
作者 王国旭 吴婕 +3 位作者 曾碧凡 许志斌 武万强 马晓茜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期480-484,共5页
在压水堆核电站中,堆芯功率的自动控制难以实现。将模型预测控制方法应用于压水堆堆芯,以实现堆芯功率的自动控制。堆芯功率自动控制模型的建立是以反应堆堆芯模型和模型预测模型为基础的。反应堆堆芯模型包括中子动力学模型、热工水力... 在压水堆核电站中,堆芯功率的自动控制难以实现。将模型预测控制方法应用于压水堆堆芯,以实现堆芯功率的自动控制。堆芯功率自动控制模型的建立是以反应堆堆芯模型和模型预测模型为基础的。反应堆堆芯模型包括中子动力学模型、热工水力学模型和反应性模型,模型预测模型以状态空间形式表述。为评估所设计的基于状态空间的模型预测控制系统的性能,设计了堆芯功率控制仿真实验。模拟结果表明:所设计的控制方法能快速、准确地控制堆芯功率,跟踪负荷变化。 展开更多
关键词 模型预测控制 压水堆 堆芯功率
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核电站仪控系统数字化开发仿真测试技术研究 被引量:13
16
作者 史觊 蒋明瑜 马云青 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期163-168,共6页
在核电站应用数字化仪表与控制 (I&C)取代模拟 I&C 系统,已成为必然的发展趋势。本文分析了核电站全范围模拟机的蒸汽发生器数学模型,研制开发独立的核电站蒸汽发生器实时仿真系统,并与控制系统形成能够相互作用的闭环系统,用... 在核电站应用数字化仪表与控制 (I&C)取代模拟 I&C 系统,已成为必然的发展趋势。本文分析了核电站全范围模拟机的蒸汽发生器数学模型,研制开发独立的核电站蒸汽发生器实时仿真系统,并与控制系统形成能够相互作用的闭环系统,用于数字化仪控系统改造提供仿真对象及进一步控制方案研究。在仿真过程中,除了仿真模型之外,其他的硬件和软件由真实的控制系统构成。不但为核电站仪表与控制 (I&C)系统数字化开发提供理论分析,也为今后现场调试工作创造有利条件。 展开更多
关键词 核电站 仿真试验 蒸汽发生器 数字化仪表与控制系统
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采用典型模糊控制器实现压水堆稳压器的综合控制 被引量:8
17
作者 瞿小龙 张乃尧 +1 位作者 贾宝山 崔震华 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期163-166,178,共5页
对压水堆稳压器的压力和水位控制,提出了一种模糊综合控制方案。采用3个典型模糊控制器分别对电加热器、喷淋卸压阀和上充阀进行控制;在稳压器压力典型模糊控制器中采用了积分分离方法。本文对汽轮机负荷阶跃变化、线性变化、甩负荷3种... 对压水堆稳压器的压力和水位控制,提出了一种模糊综合控制方案。采用3个典型模糊控制器分别对电加热器、喷淋卸压阀和上充阀进行控制;在稳压器压力典型模糊控制器中采用了积分分离方法。本文对汽轮机负荷阶跃变化、线性变化、甩负荷3种工况进行了控制系统的仿真实验。结果表明,稳压器的压力以及水位的瞬态和稳态控制性能都得到了较大改善,明显优于GA-FC和PID控制方案。 展开更多
关键词 压水堆 稳压器 模糊控制 典型模糊控制器
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核电厂信息安全问题研究及建议 被引量:7
18
作者 李晶 徐海峰 +2 位作者 杨安义 凌礼恭 李小龙 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期850-857,共8页
信息和网络技术在核电厂的广泛应用,给核安全带来了新的威胁与挑战。本文深入分析了核电厂的信息安全现状以及面临的主要威胁,总结归纳了IAEA和美国NRC针对核电系统信息安全的研究成果、具体措施以及法规标准,最后结合中国的实际情况分... 信息和网络技术在核电厂的广泛应用,给核安全带来了新的威胁与挑战。本文深入分析了核电厂的信息安全现状以及面临的主要威胁,总结归纳了IAEA和美国NRC针对核电系统信息安全的研究成果、具体措施以及法规标准,最后结合中国的实际情况分析提出了关于保障我国核电厂信息安全的若干建议,为我国进行核电厂信息安全相关的决策及政策法规研究提供借鉴。 展开更多
关键词 信息安全 网络攻击 核电厂 数字化仪控系统
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中国先进研究堆功率调节系统的仿真研究及优化设计 被引量:6
19
作者 董化平 张建民 +1 位作者 曾海 金华晋 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期104-108,共5页
基于核电厂SimPort仿真平台构建了中国先进研究堆(CARR)功率调节系统仿真模型,利用该模型对CARR功率调节系统进行了瞬态仿真研究;针对CARR功率调节系统驱动机构的特点,研究了控制棒位移精度以及电磁线圈和衔铁位移延迟对系统稳定性的影... 基于核电厂SimPort仿真平台构建了中国先进研究堆(CARR)功率调节系统仿真模型,利用该模型对CARR功率调节系统进行了瞬态仿真研究;针对CARR功率调节系统驱动机构的特点,研究了控制棒位移精度以及电磁线圈和衔铁位移延迟对系统稳定性的影响。综合考虑CARR系统的工艺要求和功率控制系统的功能及特点,得到了数字控制器的整定参数和控制棒驱动机构的稳定限值:数字控制器的采样周期T=100ms,比例增益KP=300;控制棒位移精度的稳定限值为0.4mm,电磁线圈和衔铁的稳定限值为6.0mm。 展开更多
关键词 中国先进研究堆 数字化功率调节系统 瞬态仿真 SimPort仿真优化设计
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核电设备状态监测与故障诊断系统的研究 被引量:12
20
作者 刘永阔 夏虹 +1 位作者 谢春丽 沈季 《原子能科学技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期200-205,共6页
故障诊断系统可作为先进核电站仪表控制系统的重要辅助工具。本文介绍1种用于核电设备的状态监测及故障诊断系统,该系统的系统程序用Visual Basic 6.0开发,并集数据采集、状态监测、故障诊断于一体,功能完善,操作使用方便。为了验证该... 故障诊断系统可作为先进核电站仪表控制系统的重要辅助工具。本文介绍1种用于核电设备的状态监测及故障诊断系统,该系统的系统程序用Visual Basic 6.0开发,并集数据采集、状态监测、故障诊断于一体,功能完善,操作使用方便。为了验证该系统的有效性,在核动力装置模拟器上进行了仿真实验研究。实验结果表明,系统完全可对核电设备的典型故障进行准确识别。 展开更多
关键词 核电设备 状态监测 神经网络 故障诊断
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