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基于蚁群算法的小型铅基堆堆芯功率控制研究

李金阳 刘依诺 曾文杰 胡杨 于涛

李金阳, 刘依诺, 曾文杰, 胡杨, 于涛. 基于蚁群算法的小型铅基堆堆芯功率控制研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 135-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0135
引用本文: 李金阳, 刘依诺, 曾文杰, 胡杨, 于涛. 基于蚁群算法的小型铅基堆堆芯功率控制研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 135-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0135
Li Jinyang, Liu Yinuo, Zeng Wenjie, Hu Yang, Yu Tao. Research on Core Power Control of Small Lead-based Reactor Based on Ant Colony Algorithm[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 135-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0135
Citation: Li Jinyang, Liu Yinuo, Zeng Wenjie, Hu Yang, Yu Tao. Research on Core Power Control of Small Lead-based Reactor Based on Ant Colony Algorithm[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 135-138. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0135

基于蚁群算法的小型铅基堆堆芯功率控制研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0135
基金项目: 国家自然科学基金青年项目(12005096);2021年度省级大学生创新创业训练计划项目(S202110555178)
详细信息
    作者简介:

    李金阳(1999—),男,现主要从事核反应堆运行与控制方向研究,E-mail: 598883802@qq.com

    通讯作者:

    曾文杰,E-mail: zengwenjie0218@163.com

  • 中图分类号: TL329

Research on Core Power Control of Small Lead-based Reactor Based on Ant Colony Algorithm

  • 摘要: 小型铅基堆适用范围广、运行工况复杂多变,采用传统的控制方法难以实现堆芯功率的良好控制。为解决传统线性二次高斯控制(LQG)/回路传输恢复技术(LTR)控制器参数无法实现在线调整问题,采用微扰理论建立堆芯状态空间模型,设计一种基于蚁群算法的LQG/LTR控制器,建立小型铅基堆堆芯功率控制系统,实现了LQG/LTR控制器参数在线调整,并开展了堆芯动态仿真研究。结果表明,基于蚁群算法的LQG/LTR控制器相较于传统LQG/LTR控制器更易达到稳定,且变化幅值更小。

     

  • 图  1  LQG/LTR控制器设计步骤

    $ \varGamma $—噪声权重矩阵;$ \omega (t) $—干扰信号;$ \upsilon (t) $—测量信号

    Figure  1.  Design Steps of LQG / LTR Controller

    图  2  基于ACO的LQR控制器流程图

    Figure  2.  Flow Chart of LQR Controller Based on ACO

    图  3  满功率水平下阶跃引入50 pcm反应性扰动响应

    Figure  3.  Step Introduction of 50 pcm Reactivity Disturbance Response at 100%FP

    图  4  满功率水平下阶跃引入2℃冷却剂入口温度扰动响应     

    Figure  4.  Step Introduction of 2℃ Coolant Inlet Temperature Disturbance Response at 100%FP

    表  1  满功率水平下阶跃引入反应性扰动对堆芯响应参数的影响

    Table  1.   Influence of Step Induced Reactivity Disturbance on Core Response Parameters at 100%FP

    扰动类型控制器相对功率偏差冷却剂平均
    温度偏差
    最大
    幅值
    稳定
    时间/s
    最大
    幅值/℃
    稳定
    时间/s
    阶跃引入50 pcm
    正反应性
    ACO-LQG/LTR0.020314.08860.057731.5849
    LQG/LTR0.020488.08110.2404154.3422
    无控制器0.02091.01510.9593135.5346
    阶跃引入100 pcm
    正反应性
    ACO-LQG/LTR0.039516.75470.115336.1772
    LQG/LTR0.0481146.84070.4807146.6167
    无控制器0.04181.99551.9187142.6835
      注:①稳定时间指从引入扰动至曲线达到稳定的时间,下同
    下载: 导出CSV

    表  2  满功率水平下阶跃引入堆芯冷却剂入口温度扰动对堆芯响应参数的影响

    Table  2.   Influence of Step Induced Core Coolant Inlet Temperature Disturbance on Core Response Parameters at 100%FP

    扰动类型控制器相对功率偏差冷却剂平均
    温度偏差
    最大
    幅值
    稳定
    时间/s
    最大
    幅值/℃
    稳定
    时间/s
    阶跃引入2℃堆芯冷
    却剂入口温度扰动
    ACO-LQG/LTR0.0003412.5441s1.996827.0602
    LQG/LTR0.0006297.66992.015329.4259
    无控制器0.0013569.10052.068031.7176
    阶跃引入5℃堆芯冷
    却剂入口温度扰动
    ACO-LQG/LTR0.0008515.23234.992129.7698
    LQG/LTR0.0015391.14225.088231.3936
    无控制器0.0033874.50545.169934.6196
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-10
  • 录用日期:  2022-04-20
  • 修回日期:  2021-07-17
  • 刊出日期:  2022-06-07

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