反应堆冷却剂系统异常运行事件智能诊断与监测方法研究

1

作者 姚源涛 者娜 +3 位作者 雍诺 夏冬琴 戈道川 郁杰 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期248-254,共7页

为解决传统基于深度学习(DL)的智能故障诊断模型无法监测系统未知异常运行事件的问题。本研究基于变分推断的概率深度神经网络(VI-PDNN)构建反应堆冷却剂系统智能诊断框架,对未知异常运行事件类别实现诊断,同时量化评估输出结果的不确... 为解决传统基于深度学习(DL)的智能故障诊断模型无法监测系统未知异常运行事件的问题。本研究基于变分推断的概率深度神经网络(VI-PDNN)构建反应堆冷却剂系统智能诊断框架,对未知异常运行事件类别实现诊断,同时量化评估输出结果的不确定性。该框架能够有效利用已知与未知运行事件的不确定性差异实现对未知异常运行事件的有效监测预警。最后,基于已建立反应堆模拟机仿真数据对本文提出方法进行验证。研究结果表明,提出的方法不仅能够针对系统已知事件获取较高的诊断精度,同时能有效监测预警未知异常运行事件,为实际环境下反应堆系统运行实时智能诊断与监测提供一种有效技术手段。 展开更多

关键词 反应堆冷却剂系统 未知异常运行事件 智能故障诊断与监测 不确定性评估

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基于深度自编码器的核动力历史异常数据检测技术研究 被引量：2

2

作者 杨继红 陈玲 +2 位作者 王晓龙 张永发 高明 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期207-213,共7页

为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数... 为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数据重构误差大小判断其是否异常。研究结果表明,深度自编码器对正常数据重构能力较好,对异常数据重构能力不足。因此,通过比较重构误差大小,深度自编码器能够有效检测出核动力历史异常数据,其性能优于一类支持向量机,可以为核动力装置状态评估提供相关依据。 展开更多

关键词 核动力 异常检测 重构误差 深度自编码器

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反应堆冷却剂承压边界泄漏监测技术及其发展 被引量：14

3

作者 张耀 张大发 +1 位作者 陈登科 张黎明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B09期100-105,共6页

反应堆冷却剂承压边界泄漏监测是反应堆安全运行的重要保障。本文评述了反应堆冷却剂承压边界泄漏监测技术的发展状况及其特点,重点分析了放射性泄漏监测技术、声发射泄漏监测技术的发展,并对核反应堆泄漏监测技术未来的发展趋势进行了... 反应堆冷却剂承压边界泄漏监测是反应堆安全运行的重要保障。本文评述了反应堆冷却剂承压边界泄漏监测技术的发展状况及其特点,重点分析了放射性泄漏监测技术、声发射泄漏监测技术的发展,并对核反应堆泄漏监测技术未来的发展趋势进行了初步探索。分析指出:承压边界泄漏监测技术发展的目标是尽可能提高其响应速度、灵敏度和可靠性,及时为反应堆运行及决策人员提供有效的操纵及决策依据;而实现承压边界的整体泄漏监测、全寿期"健康"状态综合监测则是反应堆承压边界泄漏监测技术发展的方向和重要趋势。 展开更多

关键词 核反应堆 承压边界 泄漏监测技术

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基于多分类SVM的船用核动力装置主回路系统破口特征诊断技术研究 被引量：6

4

作者 王晓龙 蔡琦 +1 位作者 张晓奇 陈玉清 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期462-468,共7页

失水事故发生时,在事故初期判断出事故类型对操纵员安全操作意义重大,为此提出一种基于监控参数的失水事故类型判断方法。该方法根据事故发生后13s内监控参数的变化速率与破口类型的对应关系,提取故障征兆,建立事故判断模型,并根据建立... 失水事故发生时,在事故初期判断出事故类型对操纵员安全操作意义重大,为此提出一种基于监控参数的失水事故类型判断方法。该方法根据事故发生后13s内监控参数的变化速率与破口类型的对应关系,提取故障征兆,建立事故判断模型,并根据建立的模型使用支持向量机分类的方法进行破口事故类型判断。试验结果表明,该方法在事故发生初期可准确、有效地判断出典型失水事故的破口尺寸和相对位置。 展开更多

关键词 支持向量机 失水事故 多分类问题 船用核动力装置

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基于SVM的核动力屏蔽泵老化状态评估 被引量：9

5

作者 张黎明 赵新文 蔡琦 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期124-127,共4页

针对核动力屏蔽泵结构复杂、样本少,老化数据匮乏、老化状态评估及预测难度大的问题,提出了采用支持向量机(SVM)对其进行老化评估的新方法。选用泵的2个性能参数和2个特征状态量作为老化评价指标,通过建立指标评分模型和编码规则,为SVM... 针对核动力屏蔽泵结构复杂、样本少,老化数据匮乏、老化状态评估及预测难度大的问题,提出了采用支持向量机(SVM)对其进行老化评估的新方法。选用泵的2个性能参数和2个特征状态量作为老化评价指标,通过建立指标评分模型和编码规则,为SVM构建了训练样本集;并利用基于不同核函数的SVM对屏蔽泵进行了老化评估。结果表明,基于SVM的方法能在工程上可靠、有效地用于屏蔽泵的老化评估。基于径向基核函数的SVM计算速度快、泛化能力强、评估结果准确。 展开更多

关键词 屏蔽泵 老化评估 支持向量机 老化与寿命管理

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基于特征事件序列的船用核动力系统故障诊断方法研究 被引量：8

6

作者 王晓龙 蔡琦 +1 位作者 陈玉清 赵鑫 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1644-1651,共8页

针对船用核动力系统工况多变、故障概率高、操纵员支持手段匮乏等问题,提出一种基于特征事件序列的故障诊断方法。在分析大量运行数据的基础上,通过定义特征事件序列来提取不同类型故障特征,并构建各种典型事故的标准特征事件序列谱。... 针对船用核动力系统工况多变、故障概率高、操纵员支持手段匮乏等问题,提出一种基于特征事件序列的故障诊断方法。在分析大量运行数据的基础上,通过定义特征事件序列来提取不同类型故障特征,并构建各种典型事故的标准特征事件序列谱。当系统运行发生故障时,按特定算法实时提取系统当前事件序列特征,将其与标准特征事件序列谱比对,通过计算相似度,辨识引起系统异常的初因事件。经试验验证,该方法可辨识初因事件的程度,并定位其相对位置,与传统数据驱动的方法相比,具有易追溯、可解释等优点,因而更具研究和推广价值。 展开更多

关键词 特征事件序列 故障诊断 数据驱动 船用核动力系统 失水事故

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基于支持向量回归的稳压器水位信号重构研究 被引量：4

7

作者 王晓龙 蔡琦 陈玉清 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1003-1007,共5页

稳压器水位是船用压水堆非常重要的监测参数,是操纵员判断堆运行瞬变的重要依据。然而,稳压器却时常出现假水位、超量程水位及水位测量丢失的问题。为此,根据稳压器水位参数与反应堆进出口平均温度、稳压器压力与温度、主回路系统的冷... 稳压器水位是船用压水堆非常重要的监测参数,是操纵员判断堆运行瞬变的重要依据。然而,稳压器却时常出现假水位、超量程水位及水位测量丢失的问题。为此,根据稳压器水位参数与反应堆进出口平均温度、稳压器压力与温度、主回路系统的冷却剂装量、充排水流量等热工水力参数的耦合关系,提出一种基于支持向量回归的稳压器水位信号重构方法。模拟试验分析表明,该方法能快速、准确、有效地重构出正常运行工况下的稳压器水位信号。 展开更多

关键词 支持向量回归 压水堆 稳压器水位 信号重构

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基于重构概念的变负荷工况下核功率预测研究 被引量：2

8

作者 王晓龙 盖秀清 +2 位作者 蔡琦 陈玉清 宋梅村 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B09期351-355,共5页

为适应船用核动力装置变负荷运行工况时功率的调节,提出了一种基于运行数据统计学习的方法计算需求功率,并分别运用支持向量机和BP神经网络两种机器学习方法进行了数值试验。结果表明,在负荷急剧变化过程中,基于数据统计学习的方法计算... 为适应船用核动力装置变负荷运行工况时功率的调节,提出了一种基于运行数据统计学习的方法计算需求功率,并分别运用支持向量机和BP神经网络两种机器学习方法进行了数值试验。结果表明,在负荷急剧变化过程中,基于数据统计学习的方法计算精度优于物理模型法,特别是基于支持向量机的方法,它可在短时间内经一遍训练即可得到符合精度的训练模型,且可保证其得到的极值解即为全局最优解。此外,该方法还可应对某些输入信号缺失的情况,提高了计算过程的稳定性、可靠性和容错控制能力。 展开更多

关键词 BP神经网络 支持向量机 需求功率预测 统计学习

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燃料元件在热冲击下基于ANSYS的动态响应仿真 被引量：3

9

作者 梁文峰 邱东 +3 位作者 杨成德 范晓强 谢奇林 尹延朋 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第20期51-55,共5页

燃料元件中裂变引起的热冲击应力是核临界安全研究的重要内容。采用ANSYS有限元程序中的二维plane182、plane183和三维solid187、solid45单元模型对脉冲加热的铀钼合金厚壁球壳进行了仿真,以一维热弹性力学方程的数值解为基准获得了不... 燃料元件中裂变引起的热冲击应力是核临界安全研究的重要内容。采用ANSYS有限元程序中的二维plane182、plane183和三维solid187、solid45单元模型对脉冲加热的铀钼合金厚壁球壳进行了仿真,以一维热弹性力学方程的数值解为基准获得了不同模型计算误差。与国外用于核反应堆工程设计和研究的程序相比,采用plane183或solid187模型因能更严格地满足理论边界条件,具有更小的计算误差。这些结果为进一步开展核反应堆瞬态过程研究以及燃料元件设计提供了参考。 展开更多

关键词 热冲击 核临界安全 ANSYS 动态仿真

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基于波形逼近的快中子脉冲堆耦合计算 被引量：1

10

作者 梁文峰 谢奇林 +2 位作者 高辉 邱东 杨成德 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2018-2022,共5页

快中子脉冲堆在爆发脉冲过程中的中子输运与热弹性力学相互耦合,该耦合作用过程决定了脉冲特性。基于绝热近似下燃料元件温升始终正比于系统总裂变数的事实,提出了通过调整参数使温升随时间变化的曲线逼近裂变率曲线的耦合计算方法。在... 快中子脉冲堆在爆发脉冲过程中的中子输运与热弹性力学相互耦合,该耦合作用过程决定了脉冲特性。基于绝热近似下燃料元件温升始终正比于系统总裂变数的事实,提出了通过调整参数使温升随时间变化的曲线逼近裂变率曲线的耦合计算方法。在迭代逼近过程中,采用了有限元商业软件ANSYS处理力学建模和热弹性力学求解,利用点堆方程描述中子学行为,两者利用基于微扰理论的反应性反馈方程进行耦合。通过调整参数使力学模型的温升加载函数波形逼近通过输运计算得到的裂变率波形,直至两者一致。以Lady Godiva脉冲堆为例的裂变产额计算结果与实验结果一致,该计算方法有望用于快中子脉冲堆的研究和设计。 展开更多

关键词 快中子脉冲堆 耦合计算 波形逼近 LADY Godiva

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水平窄缝内多孔介质传热特性研究 被引量：1

11

作者 扈本学 徐彦峰 +3 位作者 苏光辉 秋穗正 赵大卫 巫英伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期431-434,共4页

对面朝下加热水平窄缝内多孔介质的传热特性进行了实验研究,得到了不同工况下的沸腾曲线。通过比较各工况下的沸腾曲线得出:多孔介质的存在大幅提高了面朝下加热水平窄缝内传热的换热系数,尤其是沸腾段的换热得到了很大程度的强化;提高... 对面朝下加热水平窄缝内多孔介质的传热特性进行了实验研究,得到了不同工况下的沸腾曲线。通过比较各工况下的沸腾曲线得出:多孔介质的存在大幅提高了面朝下加热水平窄缝内传热的换热系数,尤其是沸腾段的换热得到了很大程度的强化;提高窄缝宽度,选用热导率高的固体微粒制作多孔介质等可提高多孔介质的换热能力。根据多孔介质传热的机理,拟合出了面朝下加热水平窄缝内多孔介质的自然对流传热与核态沸腾传热关联式。 展开更多

关键词 面朝下加热 水平窄缝 多孔介质 自然对流 核态沸腾

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基于支持向量回归的多参数融合的蒸汽发生器水位信号预测 被引量：1

12

作者 王晓龙 蔡琦 +2 位作者 祝子民 陈玉清 刘守相 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1806-1811,共6页

舰船核动力装置负荷变化过程中,蒸汽发生器水位经常出现大幅波动甚至假水位现象。同时,水位测量通道故障时有发生。这些问题严重影响着给水流量的自动调节和操纵员对系统运行状态的准确判断。为此提出一种基于多信号重构的方法,对蒸汽... 舰船核动力装置负荷变化过程中,蒸汽发生器水位经常出现大幅波动甚至假水位现象。同时,水位测量通道故障时有发生。这些问题严重影响着给水流量的自动调节和操纵员对系统运行状态的准确判断。为此提出一种基于多信号重构的方法,对蒸汽发生器水位信号进行预测,该方法增加影响水位变化的相关信号作为预测输入信息。与单纯分析历史水位变化规律而进行的预测方法相比,提高了预测的准确性、稳定性、可靠性,并能进行较长期的预测。 展开更多

关键词 支持向量回归 多信号重构 自然循环 蒸汽发生器水位

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核设备中体积型缺陷工程评定方法的研究 被引量：2

13

作者 张英 罗学富 陆明万 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1996年第4期316-322,共7页

采用基于突然损伤模型的有限元分析，研究了体积型缺陷的工程评定方法，提出将体积型缺陷简化为平面缺陷，并采用常用规范对简化后的平面缺陷进行工程评定的方法，还研究了共面平面缺陷的复合及自由表面对缺陷的影响，计算结果表明，该... 采用基于突然损伤模型的有限元分析，研究了体积型缺陷的工程评定方法，提出将体积型缺陷简化为平面缺陷，并采用常用规范对简化后的平面缺陷进行工程评定的方法，还研究了共面平面缺陷的复合及自由表面对缺陷的影响，计算结果表明，该方法是安全的。 展开更多

关键词 体积型缺陷 突然损伤模型 有限元 工程评定 核承压设备

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基于elman神经网络的蒸汽发生器水位重构 被引量：1

14

作者 段孟强 郑映烽 +1 位作者 陈玉清 王贵利 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期116-119,共4页

蒸汽发生器(SG)水位指示仪表出现虚假指示或者丧失指示的情况时有发生,严重影响操纵员对核动力装置运行情况的判断。elman神经网络是典型的动态神经网络,在处理复杂非线性对象中能直接反映动态过程系统的特性。本文提出用elman神经网络... 蒸汽发生器(SG)水位指示仪表出现虚假指示或者丧失指示的情况时有发生,严重影响操纵员对核动力装置运行情况的判断。elman神经网络是典型的动态神经网络,在处理复杂非线性对象中能直接反映动态过程系统的特性。本文提出用elman神经网络重构蒸汽发生器水位的方法,以主蒸汽管道破口事故下重构蒸汽发生器水位为例建模求解,与仿真数据进行对比,结果表明elman神经网络对SG水位重构的相对误差小、精度高,能满足实际需要。 展开更多

关键词 ELMAN神经网络 SG水位 重构 仿真

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基于CFD的铅基快堆单盒燃料组件堵流事故分析 被引量：2

15

作者 陈宝文 邓坚 +4 位作者 凌煜凡 胡宝珑 王天石 朱恩平 王婷 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期277-281,共5页

铅基快堆在运行过程中产生的腐蚀产物有可能会在堆内沉积,导致堵流事故的发生。基于计算流体力学(CFD)软件Ansys Fluent分析了不同堵块面积、堵块厚度、堵块类型以及堵块位置对堵流事故中传热以及流场性质的影响规律。结果显示,堵块面... 铅基快堆在运行过程中产生的腐蚀产物有可能会在堆内沉积,导致堵流事故的发生。基于计算流体力学(CFD)软件Ansys Fluent分析了不同堵块面积、堵块厚度、堵块类型以及堵块位置对堵流事故中传热以及流场性质的影响规律。结果显示,堵块面积的增加会增加回流区域面积,使得温度回落更慢,传热恶化显著;堵块厚度的增加将导致冷却剂和包壳最高温度上升,极易导致包壳损坏;多孔介质堵块内冷却剂以较低流速通过,缓解了堵块造成的影响,其危害小于实心堵块;堵流发生在组件活性区中部与发生在活性区出、入口相比所造成的局部温升更加明显,危害更大。 展开更多

关键词 铅基快堆 堵流事故 计算流体力学(CFD)

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基于Markov/CCMT方法的数字化紧急停堆系统可靠性分析 被引量：1

16

作者 陈玲 陈含 张永发 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期155-160,共6页

传统的可靠性分析方法在数字化仪控系统的可靠性应用中受到较多制约,需要探索新的可靠性分析方法。以数字化紧急停堆系统为研究对象,选取Markov/CCMT方法完成系统的失效建模,得到紧急停堆系统的定性分析结果;在此基础上进行定量分析以... 传统的可靠性分析方法在数字化仪控系统的可靠性应用中受到较多制约,需要探索新的可靠性分析方法。以数字化紧急停堆系统为研究对象,选取Markov/CCMT方法完成系统的失效建模,得到紧急停堆系统的定性分析结果;在此基础上进行定量分析以获得系统的失效率。结果表明,Markov/CCMT方法分析得到的数字化紧急停堆系统的失效率为1.3×10-6 h-1;Markov/CCMT方法在数字化仪控系统的可靠性分析中具备一定的适用性,相较于传统的可靠性分析方法对系统动态特性的表达更为全面。 展开更多

关键词 可靠性分析 数字化仪控系统 Markov/CCMT方法

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模块式小型压水堆ATWS典型初因事件研究

17

作者 张丹 周科 +4 位作者 李峰 邱志方 邓坚 毕树茂 吴鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期665-670,共6页

未能紧急停堆的预期瞬态(ATWS)典型初因事件的选取在大型压水堆核电厂已形成一套完整的方法。由于模块式小型压水堆的结构和设计特点与大型压水堆核电厂差异较大,其ATWS典型事故选取也有所差异,需结合模块式小型压水堆的特点对其ATWS的... 未能紧急停堆的预期瞬态(ATWS)典型初因事件的选取在大型压水堆核电厂已形成一套完整的方法。由于模块式小型压水堆的结构和设计特点与大型压水堆核电厂差异较大,其ATWS典型事故选取也有所差异,需结合模块式小型压水堆的特点对其ATWS的典型初因事件进行筛选研究。本文从压水堆标准规范出发,结合核电厂ATWS事故的一般要求,采用RELAP5/MOD3.2程序为分析工具,对模块式小型压水堆Ⅱ类瞬态进行了典型ATWS事故的分析,限制准则为,维持反应堆冷却剂系统压力边界的完整性。结果表明,模块式小型压水堆后果最为严重的ATWS初因事件为失电和控制棒失控抽出两个事故,从而最终确定了此类堆ATWS的典型初因事件,为安全分析报告的编制提供了支持。 展开更多

关键词 模块式小型压水堆 ATWS 初因事件

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考虑性能退化和多级保障的核动力系统可用度分析

18

作者 尚彦龙 蔡琦 +1 位作者 赵新文 赵宇光 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期703-708,共6页

研究了将通用发生函数理论与Markov过程方法相结合的方法对考虑性能退化和多级保障的核动力系统进行可用度分析。基于Markov过程方法建立考虑性能退化和多级保障的设备状态概率模型,并将其嵌入由发生函数构建的系统逻辑关系模型和性能... 研究了将通用发生函数理论与Markov过程方法相结合的方法对考虑性能退化和多级保障的核动力系统进行可用度分析。基于Markov过程方法建立考虑性能退化和多级保障的设备状态概率模型,并将其嵌入由发生函数构建的系统逻辑关系模型和性能状态组合模型,从而分析系统在不同性能需求条件下的可用度,并分析不同修理条件对系统可用度的影响。所建立的模型反映了核动力系统的使用特点和维修保障特性,研究方法和分析结论能为核动力系统的使用管理、维修决策及保障条件分析提供理论指导和依据。 展开更多

关键词 性能退化 多级保障 通用发生函数 可用度

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基于GMDH建模的蒸汽发生器水位重构

19

作者 袁灿 蔡琦 +2 位作者 段孟强 赵宇光 王贵利 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1812-1816,共5页

蒸汽发生器水位指示仪表出现虚假指示或丧失指示的情况时有发生,而目前又没有很好的方法实现蒸汽发生器水位的重新标定,主要靠经验来进行判断,所以当事故或故障发生时严重影响操纵员对核动力装置运行情况的判断。自组织理论模型(GMDH)... 蒸汽发生器水位指示仪表出现虚假指示或丧失指示的情况时有发生,而目前又没有很好的方法实现蒸汽发生器水位的重新标定,主要靠经验来进行判断,所以当事故或故障发生时严重影响操纵员对核动力装置运行情况的判断。自组织理论模型(GMDH)是建立复杂非线性大系统数学模型十分灵活而通用的方法,在处理复杂非线性对象中能得到很好的效果。本文以主蒸汽管道破口事故下重构蒸汽发生器水位为例,提出了用GMDH重构蒸汽发生器水位的方法,并与仿真结果进行对比。结果表明,GMDH对蒸汽发生器水位重构的相对误差小、精度高,满足实际需要,能为船用核动力装置的安全运行做出指导。 展开更多

关键词 GMDH 蒸汽发生器水位 重构

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