基于LMI方法的蒸汽发生器水位的控制

论文摘要

蒸汽发生器是连接压水反应堆一、二回路的重要热交换设备,被称为一、二回路枢纽,其主要功能是把堆芯产生的热量带走并传给二回路侧水,使之产生蒸汽,带动汽轮机做功。蒸汽发生器水位的高低直接影响出口蒸汽的品质和蒸汽发生器的安全。因此,控制蒸汽发生器水位非常重要而且是非常必要的,对蒸汽发生器水位控制的研究是非常有价值的。本文研究了蒸汽发生器水位控制系统的控制器设计方法。考虑蒸汽流量和给水流量对水位的影响,首先建立了线性参数变化系统的数学模型,然后运用线性参数变化系统理论和Lyapunov稳定性理论设计了蒸汽发生器水位控制系统的保性能控制器、状态反馈H_∞控制器和输出反馈H_∞控制器。根据前两种控制器的增益是否随功率变化,保性能控制器设计成固定值保性能控制器和变增益保性能控制器;状态反馈H_∞控制器设计成固定值状态反馈的H_∞控制器和变增益状态反馈的H_∞控制器,最后一种控制器—输出反馈H_∞控制器只设计了变增益输出反馈的H_∞控制器。这几种控制器即可以充分保证系统的稳定性,又满足了在控制区域的性能指标,其控制过程是控制器按照反应堆功率自动调节。应用线性矩阵不等式方法,用Matlab软件求出控制器的可行解,最后对蒸汽发生器水位控制系统进行仿真,仿真结果验证了所提出控制方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文选题的背景和意义
• 1.3 国内外研究情况
• 1.4 采用的研究方法和内容
• 第2章 蒸汽发生器的结构和工作原理
• 2.1 蒸汽发生器的分类
• 2.2 立式自然循环U形管蒸汽发生器
• 2.2.1 工质流程
• 2.2.2 结构
• 2.3 蒸汽发生器的作用
• 2.4 蒸汽发生器的水位过程
• 2.5 对水位的影响因素
• 2.6 本章小结
• 第3章 基础介绍
• 3.1 线性矩阵不等式
• 3.1.1 线性矩阵不等式的发展
• 3.1.2 线性矩阵不等式表示
• 3.1.3 控制约束的线性矩阵不等式表示
• 3.1.4 几个标准的线性矩阵不等式问题
• 3.1.5 求解线性矩阵不等式问题的算法
• 3.2 LPV系统的变增益控制
• 3.2.1 变增益控制的基本原理
• 3.2.2 线性参数变化系统
• 3.2.3 LPV系统的变增益控制问题
• 3.3 MATLAB系统仿真简介
• 3.4 本章小结
• 第4章 蒸汽发生器数学模型的建立
• 4.1 蒸汽发生器水位模型
• 4.2 模型的稳定性分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 保性能控制
• 5.1 LPV保性能控制律
• 5.2 保性能控制器
• 5.2.1 固定值保性能控制器设计与仿真
• 5.2.2 变增益保性能控制器设计与仿真
• 5.3 本章小结
• ∞控制'>第6章 状态反馈H_∞控制
• ∞性能及H_∞控制'>6.1 LPV系统的H_∞性能及H_∞控制
• ∞控制'>6.2 LPV状态反馈H_∞控制
• ∞控制器'>6.3 状态反馈H_∞控制器
• ∞控制器设计与仿真'>6.3.1 固定值状态反馈H_∞控制器设计与仿真
• ∞控制器设计与仿真'>6.3.2 变增益状态反馈H_∞控制器设计与仿真
• 6.4 本章小结
• ∞控制'>第7章 输出反馈H_∞控制
• ∞性能'>7.1 LPV系统的H_∞性能
• ∞控制'>7.2 LPV输出反馈H_∞控制
• 7.3 变增益输出反馈控制器的设计与仿真
• 7.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢