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核动力装置运行虚拟仿真及控制

王芳  
【摘要】: 在压水堆核电厂中,稳压器是一回路中的重要设备,它的基本功能是对一回路压力进行控制和超压保护,本文针对稳压器的压力控制进行了深入的研究。此外,为了更加直观方便地掌握整个核动力系统的运行,本文建立了核动力装置的三维视景仿真系统,主要是对核动力设备的运行状态和稳压器压力控制过程进行虚拟仿真。 本文研究了在负荷±10%阶跃扰动情况下,稳压器内压力的动态变化过程。首先建立稳压器压力的三区非平衡热力学模型,其微分方程组采用四阶龙格-库塔法求解。然后,针对稳压器压力控制系统分别设计了传统的PID控制器和单神经元自适应PID控制器,并采用Visual C++语言编制仿真程序。对比分析两种控制器的仿真结果得知,单神经元自适应PID控制的超调量小,稳定时间短。从而得出结论:单神经元自适应PID控制器比传统的PID控制器具有更好的控制效果。 本文使用MultiGen Creator软件构建了核动力装置运行控制的虚拟仿真所需的三维模型,并通过调用API函数编制交互应用程序,建立了基于Vega的核动力装置的三维视景仿真系统。为了灵活地观察各个设备的运行状态,在视景仿真系统中设计了多个观察视点。 为了建立更加完善的核动力装置三维视景仿真系统,需要设计各种虚拟效果来模拟核动力设备的运行状态。本文通过LynX图形用户界面的特殊效果模块(Special Effect)以及Vega编程来实现虚拟效果的输出,并针对稳压器压力控制过程进行了虚拟仿真验证。验证结果表明,该控制系统设计合理,且能达到良好的控制效果。


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